Forgácsolástechnológia számítógépes...

Foglalkoztatáspolitikai és Munkaügyi Minisztérium Humánerőforrás-fejlesztés Operatív Program

Dr. Makó Ildikó - Dr. Zsiga Zoltán

Forgácsolástechnológia számítógépes tervezése II. NC/CNC programozói ismeretek, számítógéppel segített

CNC programozás Szakmérnöki jegyzet

Készült

„A felsőoktatás szerkezeti és tartalmi fejlesztése”

CAD/CAM/FEM kompetencia kurzusok projekt keretében

Miskolci Egyetem

Miskolc 2006.

Tartalomjegyzék

1. Bevezetés.................................................................................................................. 4 2. NC/CNC technika alapjai......................................................................................... 5

2.1. A számítógéppel segített gyártás jellemzői .............................................................. 5 2.2. Az NC technika alapelve, általános jellemzői.......................................................... 8 2.3. CNC-vel történő gyártás információ feldolgozási folyamata, általános jellemzői 15

2.3.1. A külső adatfeldolgozás módszerei, jellemzői ........................................... 16 2.3.2. A belső adatfeldolgozás jellemzői.............................................................. 21 2.3.3. Az információleképzés jellemzői, eszközei ............................................... 25 2.3.4. Számjegyvezérlésű gépek útmérő berendezései ........................................ 28 2.3.5. CNC gépek jellegzetes pozícionálási módjai ............................................. 35 2.3.6. CNC gépek geometriai információs rendszere........................................... 39

3. CNC gépek kézi programozásának alapjai............................................................. 47 3.1. CNC programozás nyelvi eszközei ........................................................................ 47

3.1.1. Egy ISO NCL utasításrendszer felépítése .................................................. 47 3.1.2. Egyszerű programozási mintapélda ........................................................... 76 3.1.3. A Sinumerik 810 T vezérlés utasításai ....................................................... 82

4. Számítógéppel segített CNC programozás alapelemeI .......................................... 84 4.1. A számítógéppel támogatott programozás jellegzetességei ................................... 84 4.2. Integrált mérnöki tervezőrendszerek...................................................................... 84 4.3. Felületek tipikus származtatási módszerei különös tekintettel a szabad térbeli

felületekre............................................................................................................... 84 4.3.1. Hálófelületek készítése............................................................................... 85

4.4. Jellegzetes felületek származtatási módszerei........................................................ 87 4.4.1. Felületek létrehozása pontokból................................................................. 87 4.4.2. Görbéken fektetett felületek ....................................................................... 92 4.4.3. Érintőfelület létrehozása............................................................................. 99 4.4.4. Felület létrehozása metszeteiből............................................................... 100 4.4.5. Söprött (Swept) felületek létrehozása ...................................................... 102

4.5. A geometria és a megmunkálás egymáshoz rendelése......................................... 107 4.5.1. A Megmunkálás applikáció eszköztárai................................................... 107 4.5.2. Megmunkálási program létrehozásának elemei ....................................... 108 4.5.3. Jellegzetes megmunkálási példák............................................................. 115

4.6. Komplex feladat megoldása ................................................................................. 128 4.6.1. Műveletek és szerszámpályák létrehozása ............................................... 129 4.6.2. Posztprocesszálás ..................................................................................... 139 4.6.3. Posztprocesszor írása................................................................................ 142

A Unigraphics NX program beépített szerszámkönyvtára............................................ 143

Forgácsolástechnológia számítógépes tervezése

4

1. BEVEZETÉS A számjegyvezérlésű szerszámgépek ipari alkalmazása napjainkra több, mint 50 éves múl-

tat tudhat maga mögött, s ezen időszakban alkalmazása rendkívül széleskörűvé vált. A szám-jegyvezérlés elvét az iparban számos területen alkalmazzák (forgácsoló szerszámgépek, kép-lékenyalakító szerszámgépek, robotok, agregát egységek, stb.). Az NC technika teremtette meg a gyártócellák és gyártórendszerek létrehozásának lehetőségeit is.

Az elmondottak alapján egy olyan anyag írását tűztük ki célul, amely értelmezi és össze-foglalja az NC technika alapvető fogalmait és jellemzőit.

A tananyag első részében a manuális programozás megalapozásaként ismerteti az informá-ciófeldolgozás folyamatát és a jellegzetes információleképző mechanizmusokat. Bemutatja a számjegyvezérlésű gépeken leggyakrabban alkalmazott útmérő eszközöket és rávilágít az il-lesztés néhány kérdésére. Példákon keresztül bemutatja a jellegzetes pozícionálási módokat és ismerteti néhány tipikusnak tekinthető NC szerszámgép geometriai rendszerét. Végül össze-foglalja a kézi programozáshoz szükséges alapvető ismereteket és néhány példarészlet segít-ségével szemlélteti azok alkalmazását.

A tananyag második része a számítógéppel segített NC programozást alapozza meg. A bo-nyolult térbeli felületek, vagy szabad felületek esetén a manuális NC programozás a geomet-riai összetettsége miatt nem valósítható meg. Ilyenkor a felület modelljét számítógép segítsé-gével valamilyen CAD rendszerben hozzuk létre, és a a geometriai modell alapján hozunk létre NC programokat, generálunk szerszámpályákat, vizualizáljuk az anyagleválasztást, szi-muláljuk a megmunkálást és végezzük a posztprocesszálást.

Az anyag második részében a CAM szoftverek használatának jellegzetes tevékenységeit tekintjük át a Unigraphics NX szoftver segítségével.


5

2. NC/CNC TECHNIKA ALAPJAI

2.1. A számítógéppel segített gyártás jellemzői

Napjainkban az élet szinte minden területén teret hódított a számítógépek alkalmazása, természetesen a gépipari gyártási, termelési rendszerek sem lehetnek kivételek. A vállalatirá-nyítási, a tervezési, a technológiai, anyagellátási folyamatok terén adódó feladatok megoldá-sára hálózatba kapcsolt számítógépes rendszereket hoznak létre, amelyeket CIM rendszerek-nek szokás nevezni (Computer Integrated Manufacturing). A 2-1. ábra egy un. háromszintű CIM modell funkcióit mutatja be az adott terület jellegzetes feladatait megnevezve.

Vállalat irányitás

Igazgatás, ügyvitelMIS

Termelés tervezésPPS

Konstrukciós terv.CAD

Technológiai terv.CAPPKözponti adatbázis

Anyaggazdálk.,raktározás CAST

GyártásirányitásCAM

MinõségbiztositásCAQA

Technológiai folyamatokCNC, ROC, PLC, FMS, FMC, AGV

Anyag, Energia Termék

2-1. ábra

Egy lehetséges CIM modell

A vállalatirányítás körébe tartozik a kereskedelem, a pénzügy és az anyaggazdálkodás is természetesen az igazgatási, ellenőrzési és a HR feladatok mellett. A CAD, a konstrukciós tervezés és fejlesztés, a CAPP a technológiai folyamatok s ezen belül a CNC programozás feladatait foglalja össze. A termelési folyamatok tervezése a PPS munkahelyeken történik. Természetesen az anyag és szerszámellátás, a raktározás feladatai is ugyanúgy számítógépes irányításúak, mint a minőségbiztosítás, s ezek a tevékenységek közvetlen kapcsolatban van-nak a technológiai folyamatokkal. A korszerű termelési rendszerek technológiai folyamatai-ban az alkalmazott technológiai erőforrások különféle intelligenciájú, feladatú számítógépes irányító rendszerrel működtetett eszközök. Ezek lehetnek egyedi CNC gépek, robotok kiszol-gáló eszközök, integrált gyártórendszerek, gyártócellák, automatizált raktárak, programozható anyagmozgató berendezések.

A számítógéppel segített gyártás szakterületen elfogadottan használják az egyes szakkife-jezések angol nyelvű változataiból képzett betűszavakat, s ezeket a 2-1. Táblázat foglalja ösz-sze.


6

NC Numerical Control Számjegyes Vezérlés

CNC Computer Numerical Control Számítógépes Számjegyes Vezérlés CIM Computer Integrated

Manufacturing Számítógéppel Integrált Gyártás

MC Manufacturing Centre Megmunkáló központ DNC Distributed Numerical Control Elosztott NC MIS Management Information

System Vezetési Információs Rendszer

JIT Just in Time Pont Időben gyártásszervezési mód Caxx Computer Aided……… Számítógéppel Segített…… CAD Design Tervezés (termék) CAE Engineering Mérnöki Tevékenység

CAPP Process Planning Technológiai Folyamat Ter-vezés

CAM Manufacturing Gyártás CAQA Quality Assurance Minőségbiztosítás CAST Storing & Transport Raktározás és Szállítás CASE Software Engineering Szoftver készítés MRP Manufacturing Resource

Planning Gyártás Erőforrás Tervezés

PPS Production Planning & Scheduling

Termelési Folyamat Tervezés és Ütemezés

ROC Robot Controller Robot Vezérlés PLC Programmable Logical

Controller Programozható Logikai Vezérlés

FMC Flexible Manufacturing Cell Rugalmas Gyártócella FMS Flexible Manufacturing

System Rugalmas Gyártórendszer

AGV Automatically Guided Vehicle Robotkocsi LAN Local Area Network Helyi Hálózat MAP Manufacturing Automation

Protocol Gyártásautomatizálási Protokoll

WS Workstation Munkaállomás HOST

C. Host Computer Rendszergazda Számítógép

NCL Numerical Control Language NC Programnyelv APT Automatically Programmed

Tool Automatikus Szerszámpálya Programozás

WOP Workshop Oriented Programming

Műhelyszintű Programozás

ONC Open NC Nyitott Struktúrájú NC UIC Universal Industrial Controller Általános Ipari Vezérlő

2-1. Táblázat

A gépipari gyártási folyamatok jellemzően ún. diszkrét gyártási folyamatok, melynek az alapvető jellemzői a következők:

• a munkadarabok térben, a gyártási részfolyamataik időben elhatárolhatóak,


7

• a folyamatok ciklikusak, s ezek megvalósításához jellemzően alkalmasak a prog-ramvezérelt gyártóeszközök,

• irányításuk összetett, sok funkcióra irányuló tevékenység, melyben a számítógép alkalmazásának különös jelentősége van.

A diszkrét gyártási folyamatok jellegzetes automatizált gyártóeszközeit a tömegszerűség-rugalmasság síkon a 2-2. ábra mutatja.

GépsorokCélgépek

MechanikusautomataÜtközős

programvez.

FMSFMC

MC

CNC

Merev programú,kötött ütemű gépek

Átállitható gépek

Rugalmasan programozható rendszerek

Rugalmasság, termék sokféleség

Töm

egsz

erűs

ég

2-2. ábra

Jellegzetes automatizált szerszámgépek

A gépsorok, a célgépek a tömeggyártás eszközei. A gyártási információk, úgymint a geo-metria, a technológia, valamint a megmunkálási sorrend a rendszer tervezésekor és építésekor kerül meghatározásra és teljes egészében beépül a felhasznált építőelemek jellemzőjeként. Ezen rendszerek programjai üzemszerűen nem változtathatóak meg, a munkadarabok meg-munkálása a tervezéskor meghatározott, kötött sorrendben történik. A célgépek és a gépsorok vezérlésére régebben kombinációs és szekvenciális hálózatokból épített vezérlőket, manapság PLC-ket használnak.

Az átállítható gépek, a mechanikus automaták és az ütközős programvezérlésű gépek közös jellemzője, hogy a megmunkáló programjaik már módosíthatóak, de ez a tevékenység klasz-szikus értelemben még nem nevezhető programozásnak.

A mechanikus automaták esetén a programot a vezérlő mechanizmus megtervezésével, előállításával és összeszerelésével hozzák létre. A geometriai, a technológiai és a sorrendi információkat a gép mechanizmusai és a vezérlő rendszere tárolja. A gép villamos vezérléssel nem rendelkezik.

Az ütközős programvezérlésű gépek alapvető jellegzetessége, hogy a geometriai informá-ciók, a mozgások célpontjainak megadására és tárolására az elmozduló szánokra szerelt ún. ütközőléc-ütköző-érzékelő rendszereket építenek, s így az elmozdulások végpontjai az ütkö-


8

zők átállításával, mintegy „programozásával” egyszerűen megváltoztathatóak. A technológiai és sorrendi adatokat a gép egyéb mechanizmusai (főhajtás, előtoló hajtások) tárolják. Az üt-közős gépeket gyakran egyszerű logikai vezérlők, ma PLC-k irányítják, sőt olykor egyszerűen programozhatóak is. Az ilyen típusú vezérlési módokat ma manipulátoroknál, kiszolgáló esz-közöknél használják.

A számítógéppel megvalósított automatizálás hozta létre a leginkább rugalmas technológi-ai rendszereket és erőforrásokat. Ezek közös jellemzője, hogy a gyártási folyamatokhoz szük-séges összes információt (geometria, technológia, szekvencia) egy alkalmasan megírt prog-ramban adjuk meg, s a technológiai rendszer ezen programok végrehajtásával hozza létre a gyártmányokat. A rugalmas gyártócellák (FMC) és a rugalmas gyártórendszerek (FMS) egyidejűleg több különböző alkatrész időben változtatható sorrendű, kötetlen ütemű gyártásá-ra alkalmas technológiai rendszerek. Az FMC-k néhány CNC szerszámgépből, megmunkáló-központból (MC), az ezeket kiszolgáló robotból, valamint kiegészítő anyagtároló, ellátó, és mérőberendezésből állhatnak, az eszközök működésének összehangolását a cellairányító szá-mítógép (FMCC) végzi az aktuális termelési program szerint. A rugalmas gyártórendszerek (FMS) cellákból és/vagy egyedi technológiai erőforrásokból épülnek fel. A munkahelyek kö-zötti anyag és szerszámmozgatás jellemző eszközei a vezető nélküli targoncák (AGV). A gyártórendszerek része az automatizált raktár a nyersdarabok, előgyártmányok, félkész- és késztermékek, a technológiai folyamatokhoz szükséges szerszámok, készülékek, segédanyag-ok tárolásához. A rugalmas gyártórendszerek működését értelemszerűen a cellairányító szá-mítógép (FMSC) koordinálja és felügyeli természetesen az aktuális termelési program szerint. Ezek az automatizált gyártási rendszerek adják az alapvető feltételeit az ún. JIT, Just in Ti-me, Pont Időben tipusú, minimális raktárkészlettel működő gyártásszervezésnek.

A megmunkáló központok (MC) olyan CNC gépek, amelyek többféle technológia megva-lósítására, s ennek következtében komplexebb munkadarabok előállítására alkalmasak, s au-tomatikus szerszámellátással rendelkeznek. A legjellegzetesebb, legismertebb megmunkáló központ típusok a következők:

• fúró- maró MC

• eszterga MC

• lemezmegmunkáló MC.

Az „egyszerű” CNC szerszámgépek egy adott technológia megvalósítására szolgálnak, ha-sonlóan, mint az univerzális szerszámgépek. A megmunkáló-központoktól alapvetően a szű-kebb technológiai szolgáltatási lehetőségük különbözteti meg, rendelkezhetnek automatikus szerszám- és munkadarab ellátással is.

2.2. Az NC technika alapelve, általános jellemzői

Mi az NC?

Az NC vezérlés bonyolult (technológiai) berendezés irányítására szolgáló eszköz, amely:

• Számítógép alapú (CNC)

• Digitális

• Rugalmasan programozható

• A programutasítások számjegyes formában megadott adatok vagy kódok

• A programot számjegyes formában tárolja


9

• A vezérlés valósidejű, a mozgáspályákat valós időben generálja

A technológiai folyamatok elemeikre bonthatóak, melyek számadatokkal vagy kódokkal megadhatóak, az elemek a gépi funkciók.

Egy egyszerű technológiai folyamatot szemléltet a 2-3. ábra.

A példán az első technológiai lépés a munkadarab megközelítése. Az N5 sorszámú mondat az ehhez szükséges gépi funkciókat kiváltó utasításokat tartalmazza:

G00 : gyorsmeneti mozgás X, Y, Z : a célpont koordináták S500: főorsó forgási sebesség F0.2: előtolási érték forgácsoláshoz M4: főorsó forgás indítása

A többi programmondatban is rendre a megközelítés, hűtés bekapcsolás, majd a fúrás, fúró kiemelés, főorsó és hűtés kikapcsolás van programozva.

N5G00X(xk)Y(yk)Z(z3)S500F0.2M4N10Z(z1)M8N15G1Z(z2)F0.2N20G00Z(z1)N25Z(z3)M5M9.............

F S

Z

Xz2

z1

z3

xk yk

Y

X

Gépi funkciók ésaz NC utasítások

kapcsolata

2-3. ábra Az NC alapelve


10

Az NC technika kialakulása a II. világháború utáni időszakra esett. A fejlesztés elindítója a repülőgépgyártás igénye, a szárnyprofilok és a bonyolult monolit alkatrészek előállítására alkalmas automatizált gyártóeszközök létrehozása. A fejlődés dinamikáját egyértelműen az irányítástechnika, a számítástechnika, az elektronika, félvezető-technika fejlődése határozta meg. A fejlődés rövid története az alábbi:

1949-52 USA: az első NC gép megjelenése

(MIT Messachusetts Institute of Technology) 1950-es évek: Európai megjelenés 1963 Magyarország: MFS-320 marógép, 1965 ERI-250 eszterga, Csepeli Szerszámgépgyár, 1974 mikroprocesszorok: CNC gépek 1981 multiprocesszoros vezérlések, FMS, FMC 1982 CNC fogazógépek, köszörűk 1985 CIM rendszerek 1990 OPEN CNC

Vezérlések fejlesztésével foglalkozó vállalatok itthon: VILATI, SZTAKI, EMG

A fejlesztés kezdetén ún. konvencionális (KNC) vezérlések építésére volt mód, a CNC ve-zérlések építése csak a mikroprocesszorok, a nagyintegráltságú félvezető áramkörök és me-móriák megjelenése után vált lehetővé. A vezérléstípusok legfontosabb jellemzői az alábbiak:

Az NC (KNC) vezérlés fő jellemzői

• Rögzített logika • Lyukszalagos, mágnesszalagos programbevitel • Nincs programtárolás • Nincs programjavítási, szerkesztési lehetőség • NC funkciók száma korlátozott

A CNC vezérlések fő jellemzői

• Szabadon programozható logika (nem a felhasználó által!) • Számítógépes programbevitel • Tárolt alkatrészprogram • Programszerkesztés, javítás, helyszíni programírás • On-, Off –line szimuláció • Rendszerbe kapcsolhatóság FMS, FMC, DNC • Nagy számú NC funkció, felügyelet

A mai gyakorlatban már kizárólag CNC gépeket építenek!

Napjainkban a CNC technikát a gyártóeszközök irányítására rendkívül széleskörűen al-kalmazzák. A gépek szolgáltatásai igen sokrétűek, a vezérlők jelfeldolgozási sebessége már nem jelent korlátot a gépek tervezőinek. Az alkalmazási területeket az alábbiakban foglaltuk össze a teljesség igénye nélkül:

Forgácsoló szerszámgépek • Marógépek, Fúró-maró megmunkáló központok • Esztergák, Eszterga megmunkáló központok


11

• Fogazógépek • Köszörűgépek

Forgács nélküli alakítógépek • Lemezalakító gépek, élhajlítók, ollók, kivágók, megmunkáló köz-

pontok • Csőhajlítók

Különleges technológiák gépei • Lézeres kivágók • Vízsugaras kivágók • Fröccsöntő gépek • Szikraforgácsolók

Faipari megmunkáló gépek Mérőgépek Robotok

A CNC technika alkalmazásának természetesen jelentős kihatása van a gyártás-előkészítés, a gyártástervezés az alkatrésztervezés, a gyártási környezet terén. Ezek a hatások lehetnek előnyök és hátrányok egyaránt. A legfontosabbnak ítélt hatásokat az alábbiakban foglaltuk össze:

Közvetlen előnyök

Bonyolult felületek gyárthatóak viszonylag egyszerűen és gazdaságosan (kúp, gömb, menet, szabad felület, stb.)

Egyenletes az egyes gyártmányok minősége, egyszerűbb szerelési feladatok

Nagyobb termelékenység, rövidebb mellékidők (szerszámcserélők, mérőrendszerek, pozicionáló rendszerek)

Univerzális befogó és felfogó készülékek alkalmazhatóak

Egy felfogásban komplexebb készremunkálás

A technológia racionalizálási lehetősége (megmunkáló ciklusok, forgácsolási stratégi-ák)

Egyszerű, szabványos szerszámok alkalmazási lehetősége (pályagenerálás) Közvetett előnyök

Nagyobb technológiai fegyelmet kíván, növeli a technikai, technológiai kultúra szín-vonalát

A gyártmánytervezés nagyobb szabadsága

Magasabban kvalifikált kezelőszemélyzet

Csökkennek a szubjektív hibák

Rendszerbe szervezhetőek

Biztosabb gyártástervezés, pontosabb gyártásütemezés

Raktározási költségek csökkennek


12

Hátrányok

Viszonylag nagy beszerzési költség, magas gépköltség

Szigorúbb, költségesebb előgyártmány

Fegyelmezettebb környezet, pontos szerszám, program és munkadarab ellátás (ez ter-mészetesen egyben előny is!)

Az előnyök biztosításához természetesen a CNC gépek építése is fokozott igényeket tá-maszt a gyártókkal szemben:

korszerű eszközök, technikák, építési elvek alkalmazását.

A hatások elemzésekor néhány dologra különösen érdemes odafigyelni. Elsőként arra, hogy az NC gépeken egyszerű, szabványos szerszámokkal bonyolult, összetett, alakos felüle-teket is problémamentesen tudunk előállítani. Ennek forrása, hogy a CNC vezérlés valósidő-ben generálja, számítja a szerszámpályákat, amelyek a felhasználó szempontjából szinte tet-szőlegesek lehetnek. Elmarad az alakos szerszámok használata, nem kellenek a gyártáshoz különleges készülékek.

A másik jelentős jellemző, hogy a CNC gépek termelékenysége lényegesen jobb lehet, mint a hagyományos gyártóeszközöké. Ennek oka, hogy jelentősen csökkennek a mellékidők a nagy sebességű pozicionáló rendszerek, szerszám- és estlegesen munkadarab-cserélők al-kalmazásának következtében. Fontos termelékenységnövelő tényező a gép saját útmérő-rendszerének léte is, mert elhagyhatóak a műveletközi kezelői méretellenőrzések. Példaként megemlítjük, hogy furatok megmunkálásánál a körinterpolációval elvégezhető nagyolási mű-veletek is jelentős termelékenység növelést és szerszám-megtakarítást eredményeznek.

Az NC technika alkalmazása jelentős hatással van a szerszámgépek tervezésére, felépítésé-re. A 2-4. ábra egy eszterga példáján mutatja be a legfontosabb jellegzetességeket.

2-4. ábra

EPA 320 CNC eszterga felépítési vázlata

Az ábra alapján a fő építőelemek az alábbiak: • 1, 2 gépágy elemek

• 3 lábazati hajtómű

• 4, 5 az alapszán (Z), és a keresztszán (X) a revolverfejjel

• 6 hidraulikus szegnyereg


13

• 7 automata tokmány, főorsó

• 8 forgácskihordó

• 9 szerszámtartó revolverfej

• 10 főorsó elfordulás mérő (menetesztergálás!)

A „ferdeágyas” felépítés jellegzetesen a munkatér automatikus kiszolgálás és forgácseltá-volítás célját szolgálja. A CNC gépekre jellemző, hogy a különböző funkciókhoz önálló, egymástól kinematikailag független mechanizmusokat építenek saját végrehajtó motorokkal, nincsenek a hagyományos gépeknél megszokott hosszú mechanikus kinematikai láncok. Az egymással szigorú kapcsolatban lévő mozgások kapcsolatai a vezérlésen keresztül realizálód-nak.

A 2-5. ábra a fenti eszterga főhajtásának és fordulatszám ábrájának felépítését mutatja, a 2-6. ábra pedig a teljesítmény-nyomaték karakterisztikáját ábrázolja. Mindkét ábrát szemlélve felismerhetjük a jellegzetes, egyenáramú főmotoros hajtás sajátosságait. A mai korszerű gé-pek főhajtásaiban egyen- és váltóáramú szabályozható fordulatszámú motorokat, s legújabban a főorsóval egybeépített ún. orsómotorokat használnak.

2-5. ábra Az EPA 320 CNC eszterga főhajtás kinematikai vázlata és fordulatszám ábrája


14

2-6. ábra

EPA 320 eszterga teljesítmény-nyomaték karakterisztika

A pozicionáló rendszereket, a mellékhajtásokat is a koordinátánkénti önálló felépítés jel-lemzi. A 2-7. ábra az EPA 320 eszterga kettős szánrendszerének kinematikai vázlatát mutatja.

2-7. ábra

Az EPA 320 CNC eszterga szánrendszerének kinematikai vázlata

A végrehajtó elemek koordinátánként egyenáramú szervomotorok, a mozgás-átalakítók go-lyósorsók, az elmozdulás-érzékelők pedig ún. forgó impulzusadók.

A megmunkáló központok felépítésére is az esztergapéldán bemutatottak a jellemzőek, természetesen a feladatuk különbözőségéből fakadó eltérésekkel. A 2-8. ábra a TC3 fúró-maró megmunkáló központ példáján szemlélteti ezt. A gép három lineáris szánnal és kettő (az ábrán csak az egyik látható) forgó asztallal van építve, tehát egy ún. 5D-s gép. Jellegzetes elem a kör szerszámtár, és a szerszámcserét végrehajtó cserélő manipulátor a kettős markoló-val. A szerszámcsere folyamatát a mozgáselemek sorszámai alapján kísérhetjük végig (lásd 2-9. ábra).

Az 1-5 lépések a következő szerszám előkészítő mozgásai, 6-10-ig a csere, 11-15-ig a ki-vett szerszám tárba történő visszahelyezése.


15

X-szán

Z-szán

Y-szán

Szerszámtár

Szerszám-cserélő

Körasztal

Főhajtómű

YX Z

2-8. ábra

A TC3 fúró-maró megmunkáló központ

2-9. ábra TC3 megmunkáló központ szerszámcserélő rendszere

2.3. CNC-vel történő gyártás információ feldolgozási folyamata, ál-talános jellemzői

A CNC technika alkalmazása során a gyártási folyamatban jellegzetes információ feldol-gozási feladatokat kell elvégezni. Ezek egy része a gyártás-előkészítés körébe tartozik, a többi a feladat értelmezése és végrehajtása, mely már a gyártóeszközön realizálódik. A 2-10. ábra ezen feladatsort mutatja.


16

Rajz /Grafikusmodell

Külsőadatfel-

dolgozás

Programhordozó

Belsőadatfel-

dolgozásCNC

PLC

DA

Feladat leírás Alapjel képzés Információ leképzés

Programozás

Kézi progra-mozás

Számítógéppelsegített

programozás

LyukszalagMágnesszalagMágneslemezMemóriakártya

MST

Pozicionálás

Munkadarab

Főbb feladatok

KommunikácíóProgram ellenőrzésProgram tárolásVezérlési feladatokPozicionálás irányításFelügyelet

2-10. ábra

CNC gyártás információ feldolgozási folyamata

2.3.1. A külső adatfeldolgozás módszerei, jellemzői Az első szakaszban a technológiai feladatot kell megfogalmazni a CNC gép számára érthe-

tő módon és formában, vagyis el kell készíteni a CNC programot. A programírásnak termé-szetesen különféle eljárásai, módszerei, programnyelvei és szabályai vannak.

Az alapvető eljárás a kézi programozás. Programnyelve a DIN66025 szabványnak megfe-lelő ún. szócímzésű NC programnyelv. Természetesen a programot az adott gépre értelmezett nyelven kell megírni, ezt a változatot nevezzük az adott gép utasításrendszerének. Az utasí-tásrendszer az általános utasításkészletből csak az adott gépen használt, értelmezett utasításo-kat és azok használati szabályait tartalmazza. A mai korszerű CNC gépek esetében az utasí-tásrendszer jellemzői gyakran függhetnek a gép installálásakor elvégzett beállításoktól is. A pontos, korrekt ismeret nélkülözhetetlen a programozó számára a hibátlan és hatékony prog-ramok megírásához.

A kézi programozás több időben sorosan elvégzendő tevékenységből áll. Ezt a 2-11. ábra mutatja be.


17

NCműveleterv

Szerszám-terv

Mozgás-ciklus terv

Felfogásiterv

Program-kézirat

Program-hordozó

Próbaforgácsolás

Dokumentálás

Rajz

CNCutasitásrendszer

Programozói tudásISO NCLASCII kód

Szövegszerkesztő

2-11. ábra

A kézi programozás folyamata

A kézi programozás bemenő adatai a munkadarab rajza és a megmunkálás NC művelet-terve. A rajz esetében az a szerencsés, ha készítője azt már az NC gyártáshoz alkalmazkodóan készítette, a méretlánc kialakítása, a bázisfelületek kiválasztása során figyelembe vette az NC gyártás lehetőségeit és kívánalmait.

Az NC művelettervek készítésénél természetesen érvényesek a hagyományos gyártás mű-velettervezési szabályai is, de figyelembe veendő, hogy a CNC gépeken összetettebb, több felületre kiterjedő megmunkálási lépéseket szoktunk egy műveletként kezelni. A rendező elv: egy szerszám egy művelet. A másik fontos sajátosság, hogy már itt meg kell vizsgálni és ter-vezni a vezérlés speciális szolgáltatásainak a használatát is. Ilyen legfontosabb szolgáltatások a különféle részfeladatokhoz használható fúró, maró, esztergálási, menetmegmunkáló stb. szubrutinok. Ezek használatával a programozási folyamatot egyszerűsíthetjük, könnyíthetjük, a programokat racionalizálhatjuk.

A felfogási terv készítésénél a hagyományos gyártástervezésnél is megszokott módon meg kell határozni, ki kell választani a munkadarab helyzet-meghatározásának módját, a befogás, felfogás tipikus vagy egyedi eszközeit és módszereit. Jellegzetesen NC specifikus feladat az ún. programozási koordinátarendszer kijelölése. Általánosan igaz, hogy a munkadarab min-denegyes felfogási helyzetéhez tartozik egy-egy programozási koordináta rendszer. A prog-ramozás során a munkadarab méreteit, a programozandó geometriai adatokat ebben a koordi-nátarendszerben értelmezzük, ezért kijelölésekor akkor járunk el helyesen, ha nem kell a rajz mérethálóját átszerkeszteni, s a szubjektív hibák csökkentése érdekében a méretek többsége a pozitív síknegyedbe esik. A CNC gépeken a munkadarabok felfogására gyakran használnak egyszerűsített, univerzális felfogó készülékeket, ún. palettákat.


18

A szerszámozási terv készítése valamilyen formában minden automatizált gyártási folya-mat tervezésének elengedhetetlen része, hisz az automaták kivétel nélkül mind ún. előbeállított szerszámokkal dolgoznak. A hagyományos gyártás tervezésekor is kell szerszá-mozási tervet készíteni. Ekkor kiválasztjuk a rendelkezésre álló készletből a feladat elvégzé-sére alkalmas szerszámokat, meghatározzuk technológiai jellemzőiket, a gépre való felfogá-suk eszközeit, módszereit. CNC gépeken mindig korszerű, egyszerű geometriájú, szabványos, váltólapkás szerszámok alkalmazására kell törekedni. Az NC technika lehetőségeinek egyik fontos jellemzője, hogy egyszerű szerszámokkal összetett, bonyolult felületek állíthatók elő, s ennek következtében elmarad az ún. alakos szerszámok alkalmazásának szükségessége. A szerszámozási terv készítésének CNC specifikuma a szerszám-koordinátarendszer és a szer-szám programozott pont kijelölése, a szerszám típuskódjának meghatározása. Ezek kijelölésé-nél arra kell törekedni, hogy a szerszámok méreteit, az ún. szerszám hosszkorrekciókat mind a szerszámgépen, mind mérő-beállító készülékben egyszerűen meg lehessen határozni. Ez a magyarázata, hogy eszterga-szerű szerszámok programozott pontjaként a szerszám csúcssugár koordinátatengelyekkel párhuzamos érintőinek metszéspontját, míg forgó szerszámok esetén a forgástengely és a szerszám homloksíkjának döféspontját szokás kijelölni. A szerszámokat a szerszámtárakba vagy a revolverfejekbe egy-egy megfelelő közvetítő, illesztő elem, az ún. szerszámtartó közvetítésével lehet befogni.

A kézi programozás előkészítésekor célszerű a mozgásciklus terveket is elkészíteni. Eb-ben a dokumentumban a szerszámpályák vázlatait készítik el meghatározva a mozgástípuso-kat és a célpontokat. A későbbiekben ezek a vázlatok nagyon jól vezetik, segítik a programo-zót, lehetővé teszik az ütközések elkerülését, a téves mozgások programozását, valamint a szimuláció során a szerszámpályák megjelenítésekor a programozott és a tervezett összeveté-sével könnyű hibafeltárást biztosítanak.

A programírás előkészítése után elkészíthetjük a programlistát és a programhordozót. Korábban e két dokumentumot időben egymás után készítették, a programhordozó elkészíté-séhez egy külön speciális eszközt használtak. A személyi számítógépek, a PC-k megjelenésé-vel és elterjedésével ma már egy alkalmasan megválasztott szövegszerkesztővel (pl. Word Notpad) a programlista írásakor a program automatikusan tárolódik a PC memóriájában ASCII kódú formában. Ebből szükség szerint nyomtatott listát, és különféle programhordozó-kat (floppy, mágneskártya, stb.) készíthetünk, vagy a programot közvetlenül hálózaton keresz-tül a CNC vezérlés memóriájába tölthetjük (pl. az RS232 párhuzamos porton keresztül.) A programírás során szigorúan be kell tartani az adott CNC gép utasításrendszerében előírtakat, valamint maximálisan ki kell használni a vezérlés szolgáltatásait. Kézi programozás során a munkadarab kontúrt programozzuk, a szükséges geometriai- vagy pályakorrekciózást a CNC vezérlés a program végrehajtása során on-line végzi el.

A kézi programozási eljárást 2-2,5D-s, esetleg egyszerűbb 3D-s feladatokhoz tudjuk al-kalmazni. A 3-5D-s programok a nagy és olykor bonyolult számítási feladatok miatt már csak számítógépes eljárással készíthetőek el. Gyakori, hogy számítógépes programozás során a CNC programok a szerszámpályák adatait tartalmazzák, a geometriai- vagy pályakorrekciók számítását a számítógép off-line végzi el.

A programok és a programhordozó elkészítését a program tesztelése, a próbaforgácsolás követi. Ezt rendszerint a programozó technológus irányítja, vezeti, mert így az estleges hibák a lehető leggyorsabban kijavíthatók. A programbelövés során elvégzendő feladatok az alábbi-ak:

• A program szintaktikai ellenőrzése (a vezérlés elvégzi).

• A munkadarab felfogása, a nullponteltolások meghatározása.


19

• A szerszámozás ellenőrzése, a szerszámadatok betöltése, meghatározása.

• A program üres tesztfuttatása a vezérlés sajátosságai szerint.

• Próbaforgácsolás, a technológia és a geometria ellenőrzése.

• A felmerült hibák javítása, feljegyzése.

A programbelövést a dokumentálás követi. A különböző felhasználóknál más és más szo-kások, szabályok vonatkozhatnak a programdokumentációkra, de a formai különbözőségek ellenére minden dokumentációnak annyi és olyan információt kell tartalmaznia, hogy a prog-ramot egy hozzáértő a lehető legrövidebb időn belül reprodukálni, újrafuttatni tudja. A prog-ramdokumentációnak tartalmaznia kell:

• A program, a gép, a munkadarab, a programozó azonosítóit,

• A végleges programlistát,

• A programhordozót,

• A felfogási tervet,

• A szerszámozási tervet, az esetleges szerszám adatlapokat,

• A kezelői utasításokat.

A számítógépes CNC programozási eljárásokat napjainkban a programírás helyétől füg-gően két fő csoportba szokás osztani:

• Programozói munkahelyen (irodában) történő programozás.

• Műhelyszintű (gép melletti) programozás, ún. WOP.

Ma már a nagy teljesítményű személyi számítógépek, PC-k viszonylag alacsony áron be-szerezhetőek, valamint CNC vezérlésként is alkalmazhatóak, ezért a kétféle eljárás hardver feltételei is egyszerűen megteremthetőek. A hardver eszközökön túlmenően természetesen a szükséges szoftvereknek is széles választéka áll ma a felhasználók rendelkezésére.

A számítógépes CNC programozás általánosítható jellemzőit a 2-12. ábra mutatja be.


20

Rajz

NCműveletterv

APTprogram

NCLFile

CADFile

Dok

umen

-tá

lásCLDATA

File Prób

a-fo

rgác

solá

s

SzimulációEditálásISO NCL

Pos

zt-

proc

essz

álás

Inte

rakt

iv b

evite

lC

AD

Szer

szám

pály

age

nerá

lás

Geo

met

riai

feld

olgo

zás

Tech

noló

giai

feld

olgo

zás

Tecnológiai ésSzerszám adatok

Poszt-processzorok

CLDATA File : technológiátólfüggő, általános

programformátum

Posztprocesszor: az adottgéphez a CLDATA-t illesztő

program

2-12. ábra Számítógéppel segített CNC programozás folyamata

A számítógépes programozási folyamatoknál különböző eljárásokkal, módszerekkel lehet a feladatot továbbfeldolgozásra betölteni, a rendszerbe bevinni. Az egyik lehetőség, amikor egy magas-szintű, ún. feladatorientált APT típusú programnyel-ven elkészítjük az alkatrész NC programját, s ezt felhasználva készíttetjük el a CNC gép által értelmezhető ISO nyelvű NC programot. Természetesen ekkor a feldolgozáshoz rendelkezni kell a megfelelő APT processzorral.

A másik lehetőség, mikor a rendszer rendelkezik valamilyen CAD programmal, melynek segítségével mintegy megtervezzük a munkadarabot a programozás első lépéseként.

A harmadik módszer, amikor a külső CAD munkahelyről kapott CAD-fájlt használjuk fel az alkatrész definiálására. A programozó rendszerek általában rendelkeznek a geometriai fáj-lok fogadási szolgáltatásával.

A technológia programozása vagy a megfelelő adatok meghatározott formátumú megadá-sával, a programozó szoftver ajánlataiból, háttéradataiból történő válogatással, vagy vegyesen történik. A szerszámok is háttértárból válogathatók, de önálló definiálásra is van általában lehetőség. Az adatok geometriai és a technológiai feldolgozása eredményeként létrejönnek a szerszámpálya felületek adatai, s ennek jóváhagyása után elkészül a speciális formátumban rögzített CNC program, az ún. CLDATA file. A CLDATA file formátumú programot a CNC vezérlések nem „értik”, közvetlenül nem tudják olvasni és végrehajtani. A különböző techno-lógiákhoz (esztergálás, marás, fúrás, szikraforgácsolás, stb.) más-más CLDATA formátumok tartoznak. Az azonos technológiát megvalósító gépek is többfélék, egymástól kisebb-nagyobb mértékben eltérőek lehetnek, tehát a végrehajtható NC programjaik is eltérhetnek. A CLDATA formátumú programból a posztprocesszálás során állítják elő az adott CNC gép által végrehajtható NC programot. Tehát a posztprocesszálást, vagy utófeldolgozást tekinthet-jük az adott technológiai programnak az aktuális CNC géphez történő illesztésének. A poszt-processzált program már ISO/DIN formátumú, szükség esetén javítható, szerkeszthető, módo-sítható.

A számítógépes eljárással elkészített CNC programot, a szerszámozási és a felfogási terve-ket is felhasználva le kell ellenőrizni, el kell végezni a próbafuttatásukat, hasonlóan mint a kézi programozási eljárásoknál. A programok általában jelentősen nagyobb terjedelműek, mint a kézi eljárással előállítottak, bonyolultabbak a munkadarabok, a programok többnyire a


21

szerszámpályák s nem a kontúr adatait tartalmazzák. Mindezek miatt itt sokkal jelentősebb segítség a CNC vezérlés szimulációs szolgáltatása. A javított, korrigált programokat hasonló-an dokumentálni kell, mint a kézi eljárásoknál.

2.3.2. A belső adatfeldolgozás jellemzői Az elkészített CNC programot a vezérlésbe betöltve azzal további információ feldolgozási

feladatokat kell végezni azzal a céllal, hogy olyan alapjeleket, parancsokat állítsunk elő, me-lyeket végrehajtva a gép létrehozza a munkadarabot. A belső adatfeldolgozás feladatait a CNC vezérlés végzi el. A legfontosabb feladatok az alábbiak:

• Kezelői és hálózati kommunikáció

• Programbeolvasás, kimentés

• Programtárolás

• Vezérlési feladatok irányítása

• Pozícionálási feladatok végrehajtásának irányítása

• Pályaszámítás, pozícionálási célpontok, korrekciók számítása

• Felügyeleti feladatok végrehajtása

A belső adatfeldolgozási feladatokat ellátó CNC vezérlés funkcióábráját a 2-13. ábra mu-tatja.

ProgramI/O

DisplayKijelzők

Kezelő-pult

PLCVezérlésifunkciók

CPU BUSill.

Háló-zati

modul

DNCKommuni-

káció

Memória

RAM ROM

TengelyekPozicio-

nálás, Út-mérés

Alapjel-képző

Interpolátor

Felü-gyelet

GÉP

Pozicionáló rendszerekVezéreltmecha-

nizmusok,jeladók

Szen-zorok

LAN

BELSŐ BUS

2-13. ábra

Egy CNC vezérlés funkcióinak ábrája


22

A korszerű CNC vezérlések felépítési struktúrája a számítógép-struktúrákhoz hasonló. A belső adatforgalom az ún. BUS-okon történik, ezekre lehet csatlakoztatni a kiépítettségnek megfelelő modulokat. A kezelőpult a gépkezelővel való kommunikáció elemeit tartalmazza (lásd később), a kijelző ma többnyire színes, esetleg monochrom képernyő, amely alkalmas alfa-numerikus jelek és grafikus ábrák megjelenítésére. Program be-és kiviteli eszközként ma már ritkán használnak lyuk- vagy mágnesszalagos perifériákat, elsősorban a külső számítógé-pes kapcsolatokhoz szükséges lehetőségeket építik ki. Ezt a feladatot láthatja el a hálózati modul, melynek segítségével a DNC üzem is megvalósítható.

A vezérlés lelke a központi egység a CPU, amelyből egy vezérlésben akár több is lehet (multiprocesszoros vezérlések).

A számítógépek felépítéséhez hasonlóan a CNC vezérlések memóriái is a két alaptípusra oszthatók. A ROM típusú memóriában itt is az ún. üzemi szoftverek, a FIRMWARE-k he-lyezkednek el. Ennek a szoftvernek a feladata a vezérlés működésének a meghatározása, ezt a vezérlés gyártó írja és teszi fel . A felhasználónak alapvetően ehhez nincs s nem is kell, hogy legyen hozzáférése. A RAM típusú memória mindazon adatokat, programokat tárolja, ame-lyekhez a felhasználónak, a gépkezelőnek hozzáférést kell biztosítani. Ilyen jellemző adatfile-ok pl. a megmunkáló programok, a szerszámadatok, korrekciók, beállítási adatok, stb. Termé-szetesen a mai korszerű vezérlésekben a memóriák már mindig tartalomvédettek, a gép kikap-csolásakor nem vesznek el a korábban betöltött, beírt adatok.

A vezérlési feladatok végrehajtásához a CNC vezérlésekben integrált PLC modulokat talá-lunk. Ezen modulok adják ki a vezérlő parancsokat és fogadják a végrehajtást nyugtázó jele-ket.

A tengelymodulok irányítják a pozícionálási folyamatokat, ellátják a helyzetérzékeléssel, az útmérésekkel kapcsolatos teendőket.

Az alapjelképző, vagy interpolátor a CNC vezérléseknek egy sajátos, igen fontos eleme. Feladata, hogy a programban megadott pályaelemek végpontjai közé beinterpolálja, kiszámít-sa on-line a pálya közbülső pontjait, az egymást követő pozícionálások célpontjait. A pályák jellegzetes típusai az egyenes vagy lineáris és a körpályák. A különféle térgörbe szerszámpá-lyákat az NC vezérlések általában elemi lineáris mozgásokkal közelítik és helyettesítik.

A felügyeleti funkciók vezérlésenként, kiépítettségtől függően igen sokfélék lehetnek. Az alapfeladatok a vezérlés és a gép működőképességének az ellenőrzései, pl. tápfeszültségek megléte, hidraulikus és hűtőrendszerek feltöltöttsége, működtető nyomások, biztonsági és reteszelő kapcsolók működőképessége, stb. Külön szolgáltatás lehet a szerszám éltartam fel-ügyelet, amely lehet ún. passzív és aktív felügyelet. Passzív felügyelet esetén a vezérlés az adott szerszámnak a forgácsolásban töltött idejét méri, s ezzel csökkenti a szerszámadatok között megadott induló éltartamot, s megfelelő időpontban jelzi az eléletlenedést. Az aktív szerszám éltartam felügyelet során az éltartam csökkenést a szerszám tényleges terhelése alapján számolja és jelzi a vezérlés. Természetesen ezen esetben a gépen a terhelés meghatá-rozásához szükséges szenzorokat is be kell építeni a rendszerbe a megfelelő feldolgozó algo-ritmusok mellett. A felügyeletek további opcionális lehetősége a technológiai folyamatok fel-ügyeletének a kiépítése a túlterhelések, túlmelegedések, káros rezgések kialakulásának elkerü-lése érdekében.

A CNC vezérlések szolgáltatási színvonala az idők folyamán folytonosan változik, egyre több lehetőséget, támogatást nyújt a CNC felhasználók kényelmét, az üzembiztonságot szol-gálva.

A belső adatfeldolgozás fontos feladata a kezelői kommunikáció, s ezt a kezelőpulton ke-resztül lehet bonyolítani. A 2-14. ábra a Sinumerik 810T CNC vezérlés kezelőpultját ábrázol-


23

ja. Az ábra természetesen a Siemens vezérlés jellemzőit mutatja, de alkalmas a CNC vezérlé-sek általánosságainak a bemutatására is.

2-14. ábra

A Sinumerik 810T CNC eszterga kezelőpultja

A vezérlésen jelölt jellegzetes kezelőelemek az alábbiak: 1. Képernyő, betűk és számok, egyszerű ábrák, programok, státus adatok, hibaüzene-

tek megjelenítésére. 2. Soft-Key vagy lágybillentyűzet. Semleges billentyűk, az üzemelés során változó

státusuk a képernyő alján a billentyű fölötti mezőben kerül kijelzésre. 3. Program I/O, RS232 interface külső számítógéppel való kommunikációhoz. 4. Üzemmód választó többállású kapcsoló 5. Vezérlés bekapcsoló nyomógomb 6. Reset nyomógomb 7. NC Start/Stop nyomógombok 8. Főorsó Start/Stop nyomógombok 9. Előtolás Start/Stop nyomógombok 10. Előtolás OVERRIDE kapcsoló, mellette a főorsó OVERRIDE 11. Szánmozgató JOG nyomógomb mező 12. Program szerkesztő nyomógomb mező: bevitel, törlés, csere, kurzor, lapozó, kijel-

ző, címre ugrató


24

13. Adatbeviteli szűkített tasztatúra: számok, betűk, egyéb karakterek 14. Kijelző mező

A kezelő elemek egy része ún. specifikus, vagy megnevezett kapcsoló vagy nyomógomb, ezek mindig ugyanazon feladatra szolgálnak. A lágybillentyűk, a semleges nyomógombok mindenkori feladata a vezérlés pillanatnyi státusának megfelelő. Ezzel a kezelőelemek számát tudták csökkenteni, a kezelőpult áttekinthetősége jelentősen jobb lett.

A CNC gépeknek az éppen elvégzendő feladatokhoz illeszkedően többféle üzemmódjuk van, ezek a különféle vezérlésgyártók szokása, ízlése szerint különféleképpen jeleníthetők meg, nevezhetők el, de tartalmukban mindenképpen megfigyelhetők a sajátos, általános jel-lemzők. Az általánosítható üzemmódok az alábbiak:

• JOG vagy Beállító üzemmód: gépkezelésre, szánok szerszámrendszerek mozgatá-sára, általában a bekapcsolást követő ellenőrzések elvégzésére használják. Gyakori, hogy sok egyéb más üzemmódot a JOG-on keresztül lehet elérni. Ebből az üzem-módból választható általában a Kézikerék használat, amely igen nagy segítséget ad különösen a gépbeállítások során.

• REF referenciapont felvételi üzemmód: A CNC gépek túlnyomó részénél létező, az automatikus üzemmód alapfeltételeként alkalmazott üzemmód. Feladata a gép szánjainak helyzetét és a szánhelyzeteket tároló regiszterek tartalmát reprodukálha-tó módon történően egymáshoz rendelni, más szavakkal a gép geometriai rendsze-réből a gépi koordinátarendszert kijelölni, „feléleszteni”. Referenciapont felvételt csak a növekményes útméréssel felszerelt gépeknél kell végrehajtani. Ez gyakran a bekapcsolást követően kézi parancsokkal történik, de az újabb gépeknél lehet keze-lői beavatkozás nélkül automatikusan végrehajtott is.

• MDI kézi adatbevitel üzemmód: a CNC gép a kezelőpultról bevitt komplett utasí-tássorokkal, mondatokkal üzemeltethető, de ezek az utasítások nem tárolódnak el, tehát ez nem programozási üzemmód.

• EDIT programszerkesztő üzemmód: a memóriában tárolt, illetve tárolandó prog-ramok írására, szerkesztésére, javítására szolgál. A vezérlések jelentős támogatást nyújthatnak a szerkesztéshez, megadhatják az utasítások jelentését, a könyvtári szubrutinokat és használatuk módját, stb. Amikor a teljes számítógépes CNC prog-ramozást a gép mellett végzik úgy, hogy a CNC gép párhuzamosan egy másik programot hajt végre, akkor beszélünk műhelyszintű programozásról, WOP-ról.

• AUT automata üzemmód: a programok futtatására szolgál. A CNC gépeken alap-ként kétféle programfuttatási lehetőség van. A Mondatonkénti futtatást elsősorban a programbelövés során használják, a kész programot folyamatos futtatás üzem-módban alkalmazzák. Vannak speciális CNC gépek, ahol a folyamatos futtatás is vonatkozhat egyetlen munkadarabra, vagy egy-egy sorozatra (pl. CNC rúdautomaták). A korszerű CNC gépeknél előfordul, hogy a programfuttatás során on-line szimulációra is van lehetőség.

• SIM szimuláció üzemmód: Önálló, vagy alüzemmód lehet, programkészítés vagy gyártáselőkészítés során használjuk elsősorban.

• SERVÍZ üzemmód: Gépbeállítás javítás esetén a szervízmérnök munkáját segíti, általában jelszavas elérési lehetőséggel.

• TOOL, ZERO szerszámkezelési illetve nullponteltolás kezelési üzemmódok: A szerszámok adatainak tárolói illetve a nullponteltolás regiszterek feltölthetők kézi adatbeírással, de lehetséges lehet a szerszámbemérés, a gépen történő nullpontelto-lás meghatározás próbaforgácsolás és külső mérőeszköz alkalmazásával is.


25

• EGYÉB üzemmódok: A különböző CNC gépeken lehetséges más-más, a fentiek-től eltérő üzemmódok alkalmazása is. Ezek általában a gépek specialitásainak, a vezérlésgyártók szokásainak megfelelőek. Ilyenek lehetnek pl. a memóriakezelési, a betanítási üzemmódok.

2.3.3. Az információleképzés jellemzői, eszközei A CNC vezérlés a programfuttatás, a programfeldolgozás során a vezérlési és a pozicioná-

lási feladatok elvégzéséhez szükséges alapjeleket állítja elő. Ezen parancsokat a gép különféle mechanizmusai hajtják végre, s ezáltal a programmal a CNC géphez eljuttatott információk a munkadarabba mintegy leképződnek. A CNC gépek jellegzetes információleképző mecha-nizmusai az alábbiak:

1. Vezérelt mechanizmusok

2. Sebességszabályozott mechanizmusok

3. Pozícionáló mechanizmusok

4. EKL-ek, elektronikus kinematikai láncok

A 2-15. ábra egy vezérelt mechanizmus egyszerű felépítési vázlatát mutatja. A CNC gépe-ken számtalan olyan funkció van, amelyek aktiválása a PLC-n keresztül egyszerű vezérlési parancsokkal megvalósítható. Ilyenek lehetnek pl. a burkolat mozgatások, hűtés ki-be kapcso-lások, tolótömb mozgatások, szerszámcserélés mozgásai, stb. Ezek a mechanizmusok gyakran hidraulikus, pneumatikus rendszerek, de lehetnek elektro-mechanikusak is.

Mozgatott elem

HA HV

PLC

I

I

OO

O

CNCVezérlés

Nyugtázó jel

-Munkadarab ésszerszám cserélők-Burkolatok-Tolótömbök-stb.

2-16. ábra

Egyféle vezérelt mechanizmus felépítés

Az információleképző mechanizmusok másik jellegzetes csoportja a sebességszabályozott mechanizmusok. Ilyet mutat a 2-17. ábra.


26

CNCVezérlésAlapjelképző

DA

Sebességszabályzó

-1

SzabályozhatóFőmotor

Főhajtómű

Hajtás erősitő

Sebességvisszacsatolás

INPUT:közvetlen S2520 1/minközvetett v=120 m/min

Szabályozottfőorsó fordulat

ni

2-17. ábra

Sebességszabályozott mechanizmus vázlata

A CNC gépek legjellegzetesebb sebességszabályozott mechanizmusa a főhajtás. Az akár forgácsolás közben is változtatható főorsó-fordulatszám létrehozására szolgál. A tipikus fő-motorok a szabályozható egyen- (DC) vagy váltóáramú (AC) motorok. A mai korszerű CNC gépeknél sokszor előfordul, hogy elmaradnak a főhajtás fogaskerekes mechanizmusai is, gyakran alkalmaznak a főorsóval egybeépített ún. orsómotorokat. A szabályozott főhajtás teszi lehetővé a vágósebesség programozást is (fordulatszám közvetett programozása). A fő-hajtások szabályozási minőségével, a pontosságával kapcsolatos elvárások nem túlzottan szi-gorúak, itt a szabályozott fordulatszám tartomány nagysága és a megfelelő stabilitás a legfon-tosabb jellemzők.

A CNC gépek minőségét alapvetően a pozícionáló rendszereinek a minősége határozza meg. A pozícionáló rendszerek különféle felépítésűek, teljesítőképességűek lehetnek. Alaptí-pusai a következők:

1. Lekapcsolókörös pozícionáló rendszer. Ma már elavultnak tekinthető, az „idő meg-haladta”. Pont- és szakaszvezérelt pozicionálási feladatokra volt alkalmas.

2. Helyzetvezérelt pozícionáló rendszer. Szerszámgépeken már ritkán használják. Pá-lyavezérlési feladatokra is alkalmas. Jellegzetessége, hogy nem tartalmaz helyzet-visszacsatolást (nincs útmérő), tipikus végrehajtó eleme a léptetőmotor, ami lehet tiszta villamos motor, vagy elektrohidraulikus felépítésű.

3. Helyzetszabályozott pozicionáló rendszer. A mai igényeket mindenben kielégítő rendszerek, 2-5D-s gépeknél pályavezérlési feladatok megvalósítására is alkalma-sak. A 2-18. ábra egy lehetséges felépítést mutat.

DA


-1

Szabályozható előtolómotorDC, AC, Hidr.

Hajtás erősitő


Helyzet-szabályzó

-1

U

Szán, X,

Helyzet visszacsatolás

Útmérő

TG

DA


-1

Helyzet-szabályzó

-1

U

Szán, Z

TG

INTE

RPO

LÁTO

R

X

Y

Z

........

........

Alapjelképző

CN

C v

ezér

lés

2-18. ábra

Helyzetszabályzó pozícionáló rendszer


27

A CNC gépeken minden pozícionált tengelyhez tartozik egy-egy helyzetszabályozott pozí-cionáló rendszer. Ezek alapjelét a vezérlés tárgyalásánál már ismertetett interpolátor állítja elő. Attól függően, hogy egyidejűleg hány tengely mentén tud a rendszer szinkronizált moz-gásokat létrehozni beszélhetünk 2D, 2.5D, 3-4-5D-s gépekről. Megjegyzendő, hogy egy CNC gép vezérelhető koordinátatengelyeinek száma nem mindig azonos a szinkronban mozgatható tengelyek számával (pl. egy öt koordinátás rendszer lehet 3D-s, vagyis mindig az ötből három tengely szinkronizálható csak). A 2.5D jelentése: síkban történő 2D interpoláció, s a síkra merőleges irányú szakaszos fogásvételi mozgás (0.5D).

A helyzetszabályozó pozícionáló rendszerek építőelemei is sokfélék lehetnek. Általánosan igaz, hogy minden lehetséges elemet igyekeznek digitális rendszerként megépíteni. A végre-hajtó elemek, a motorok is többfélék:

1. Forgó motorok + golyósorsós mozgásátalakítók Egyenáramú, hengeres forgórészű, kommutátoros motor Egyenáramú, tárcsás forgórészű, kommutátoros motor (Disc motor) Egyenáramú, hengeres forgórészű, kommutátor nélküli motor Váltóáramú, szabályozott motor 2. Hidraulikus motorok

Lineáris vagy forgó motorok 3. Lineáris villamos motorok

Természetesen a motor típusától függetlenül mindegyik speciális kialakítású azért, hogy a szigorú szabályozási feltételeket, elvárásokat meg tudják valósítani. Az utóbbi években roha-mosan terjednek a lineáris villamosmotor alkalmazások, s ezekkel igen dinamikus, nagy se-bességű hajtásokat építenek.

2-19. ábra

Pozicionáló rendszerek

A 2-19. ábra a pozícionáló rendszerek hagyományos és az újabban terjedőben lévő lineáris motoros felépítéseket vázolja. Az ábrából is jól látható, hogy mindkét estben szükséges a szánmozgások érzékelése, az útmérés.

Az információleképzés mechanizmusainak egy sajátos rendszerei az EKL-ek, az ún. elekt-ronikus kinematikai láncok. Alapvető jellemzője, hogy valamely mozgás adja az alapjelét egy, vagy több másik mozgásnak, úgy, hogy a mozgások között nincs mechanikus kinemati-kai kapcsolat. Szabályozástecnikai szempontból Master-Slave rendszereknek nevezik az EKL-eket. Például CNC gépeknél a leginkább ismert EKL-ek a fogaskerék megmunkáló gé-pek osztó kinematikai láncai, esztergáknál pedig az ún. menetmegmunkáló kinematikai kap-csolatok. Utóbbi egyszerűsített felépítési vázlatát mutatja 2-20. ábra. A főorsó elfordulását egy szögelfordulás érzékelő, egy forgó impulzusadó méri, amely a kimenetén egyrészt a szögelfordulás nagyságával arányos számosságú, és sebességével arányos frekvenciájú impul-zussorozatot, másrészt főorsó körülfordulásonként mindig ugyanabban a szöghelyzetben egy


28

nullipulzus jelet ad. Ezek a jelek együttesen lehetővé teszik a sebesség és a helyzeti szinkron biztosítását, vagyis azt, hogy a szerszám a menetemelkedésnek megfelelő csavarvonalat írja a munkadarabra, valamint hogy mindig visszataláljon a menetárokba. Megjegyzendő, hogy fentieknek megfelelően kúpos és síkmenetek megmunkálása is lehetséges.

DA

Szabályozható előtolómotor

U

ÚtmérőD

ASebességszabályzó

-1

Helyzet-szabályzó

-1

U

Szán, Z

TG

S

Y

Z

........

CN

C v

ezér

lés

Főhajtómű-1


Hajtás erősitő


-1

TGni

Alapjelképző

"O" imp.EKL

Elfordulásmérés

Főmotor

Mastertengely

Slavetengely

Főorsó

2-20. ábra

CNC eszterga menetvágó elektronikus kinematikai lánca

2.3.4. Számjegyvezérlésű gépek útmérő berendezései A számjegyvezérlésű berendezések működtetésének egyik alapvető feladata az egyes rész-

egységek, szánok, orsók, robotkarok meghatározott helyzetbe hozása. Ezt a feladatot az ún. pozicionáló rendszerek látják el, s ehhez nélkülözhetetlen, hogy a pozícionált részegységek helyzetéről az irányító rendszer folyamatosan információval bírjon. Ennek az információnak a megszerzésére és biztosítására szolgálnak az NC vezérlésű berendezések útmérő rendsze-rei. Az útmérő rendszerek fő építő elemei a következők:

1. Elmozdulásérzékelő egy olyan mérőátalakító, amely a lineáris elmozdulásról vagy szögelfordulásról annak nagyságával esetleg sebességével arányos villamos jelet ad.

2. Jelátalakító, amely az érzékelő villamos jelét formálja, feldolgozza vagy dekódolja.

3. Számláló, tároló egység, amely az elmozdulással arányos digitális jelet számlálja, nyilvántartja.

Megjegyzendő, hogy az NC/CNC vezérlések számára az útmérő rendszereknek mindenkor digitális jelet kell szolgáltatniuk. A szokásos szóhasználatban, amikor útmérőről, útmérésről beszélünk, akkor ez alatt mindig a teljes érzékelő-feldolgozó-tároló rendszert kell érteni.

Az útmérő rendszereknek biztosítaniuk kell a mért elmozdulásról a teljes mérési tarto-mányban, a megfelelő felbontóképességgel és előírt pontossággal a kívánt adatokat. E három követelmény teljesítését a megfelelő érzékelő és elektronika megválasztásával lehet biztosíta-ni. Természetesen az érzékelő milyensége egyértelműen meghatározza az elektronika felada-tának jellegét, ezért azt mondhatjuk, hogy egy útmérő rendszert alapvetően a benne lévő elmozdulásérzékelő milyenségével jellemezhetjük.


29

2.3.4.1. Az útmérő rendszerek csoportosítása Az útmérőket, vagyis az elmozdulás-érzékelőket az alábbi jellemzők szerint osztályozhat-

juk: a kimenő jel jellege szerint lehetnek

ANALÓG (a jel a mérési tartományon belül folyamatosan és folytonosan arányos a mért jellemzővel) és DIGITÁLIS (a mért jellemző a kimenő jelben diszkrét egységekben számjegyes kód for-májában képződik le) érzékelők.

az adott jel vonatkoztatása szerint lehetnek

ABSZULUT (van saját nullája) NÖVEKMÉNYES (relatív helyzet) érzékelők.

Az érzékelőket a mérendő részegységekhez különböző beépítési móddal csatlakoztatják, így az érzékelő és az elmozdulás közötti kinematikai kapcsolat alapján vannak (lásd 2-21. ábra és 2-22. ábra)

KÖZVETLEN (nincs mozgásátalakító) KÖZVETETT (van mozgásátalakító) útmérők illetve útmérési eljárások.

U1

U2

SzánGolyósorsó

U3 Illesztő hajtómű

Motor

2-21. ábra

Útmérők elhelyezési lehetőségei

A szerszámgépek esetében a lineáris elmozdulások mérése a leggyakoribb feladat. Ennek megoldási lehetőségeit szemlélteti az 2-21. ábra. Az U1 és U2 jelű útmérők közvetett mérést valósítanak meg, mert az érzékelő és a mért lineáris elmozdulás között mozgásátalakító van (menetesorsó-anya, illesztő hajtómű). Az U3 jelű útmérő közvetlenül a lineáris mozgást méri.

A 2-22. ábra a szögelfordulások, pl. egy folytonos osztású körasztal elfordulás mérésének lehetséges megoldásait mutatja. Az U1 és U2 útmérők itt is közvetett, míg az U3 jelű közvetlen mérést valósít meg.


30

Motor

U1U2

U3

Körasztal

2-22. ábra

Szögelfordulások mérési lehetőségei

Közvetlen mérés esetén a mérőrendszer felbontóképessége azonos a legkisebb mérhető el-mozdulás nagyságával, tehát kis mérendő elmozdulások esetén nagyon “finom” mérőrendszer szükséges. Ugyanakkor előny, hogy a mérés pontosságát nem befolyásolják kinematikai hi-bák.

Közvetett mérésnél a mozgásátalakítók pontatlanságai rontják a mérési pontosságot, de ezek ma már nem számottevőek normál pontosságú gépek esetében. Ugyanakkor a mozgásátalakítók illetve az illesztő hajtóművek megfelelő megválasztásával “durvább” útmé-rővel is elérhető a kívánt mérhető legkisebb elmozdulás, az ún. útegység. A közvetett útmérés eszközei ma már olcsóbbak is, és a beépítésük is egyszerűbb, ezért a CNC gépeken elsősorban ezeket az eljárásokat alkalmazzák.

Természetesen mind a közvetett, mind a közvetlen mérési eljárásoknál különböző felépíté-sű, különböző elven működő útmérők is felhasználhatók.

Az alábbi táblázatban a CNC gépeken alkalmazott útmérő rendszereket foglaltuk össze a fentebb már ismertetett osztályozási szempontok figyelembe vételével. Az osztályozásnál azt tekintettük alapnak, hogy a mérendő elmozdulás lineáris mozgás.

DIGITÁLIS

ANALÓG

ABSZOLUT

NÖVEKMÉNYES

ABSZOLUT

NÖVEKMÉNYES

KÖ

ZVET

LEN

KÓDLÉC

RÁCSLÉC

LINEÁRIS POTENCIOMÉTER

INDUKTOSZIN

KÖ

ZVET

ETT

KÓDTÁRCSA

FORGÓ IMPULZUSADÓ

FORGÓ POTENCIOMÉTER

REZOLVER

2-2. Táblázat


31

A CNC gépeken elsősorban a digitális útmérőket alkalmazzák, s ezen belül is többségében a növekményes közvetlen és közvetett, eljárásokat. Az útmérők gyártói a növekményes esz-közöket is különböző módszerekkel igyekeznek kvázi abszolúttá tenni, s ezzel gyakran szük-ségtelenné válik a bekapcsolás utáni ún. nullpontfelvétel. Az analóg eszközök köréből első-sorban a rezolvereket alkalmazzák.

2.3.4.2. Növekményes, digitális útmérők A leggyakrabban használt eszközök a forgó impulzusadók. A digitális, növekményes esz-

közök működési elvét a 2-23. ábra mutatja, a forgó adók felépítését a 2-24. ábra.

Alapelvük, hogy a mérési tartományban minden útegységnyi elmozdulásra adnak egy-egy jelet, melyeket megszámlálva nyerik az elmozdulás nagyságával arányos számértéket. Lineá-ris elmozdulás közvetlen mérésekor (digitális, növekményes, közvetlen) egy rácsléc, közve-tett méréskor (digitális, növekményes, közvetett) egy rácstárcsa a mérőelem. A leolvasó optikai rendszer a fényátbocsátás vagy a fényvisszaverés elvén működik. A jelátalakító fel-adata a fényérzékelő elemek jelének feldolgozása, a mozgásirány meghatározása. A reverzibi-lis számláló az irányhelyesen kibocsátott impulzus jeleket előjelhelyesen számlálja, tartalma a 0-pont jellel nullázható. A jelformázást, a fázis-összehasonlítást a jelátalakító elektronika végzi.

rácslécleolvasó

Jelátalakító

Reverzibilisszámláló

+ -0

0-pont jel

Mérő csatorna∆Rácsosztás

2-23. ábra Növekményes, digitális útmérés elve


32

RácstárcsaAlaprács

Mérőcsatorna

Nullpontcsatorna

Leolvasórácsok

Fényforrás

Kondenzorlencse

Leolvasórácsok Fényérzékelő

diódák

A,B

0 0

AB

Φ

Osztásszám: ν

2-24. ábra

Forgó impulzusadó felépítési vázlata

A forgó impulzusadó a közvetett, digitális, növekményes mérés eszköze. Az ábra jelölései-vel a tárcsa osztásszöge

ν

ϕ∆0360

= , ahol ν a tárcsa osztásainak száma.

Az impulzusadó által biztosított szögfelbontás itt is a jelfeldolgozás módjától függ, (négyél-kiértékelés esetén n=4)

νϕ∆

δϕ ⋅==

n360

n

0

, ahol n a jelkiértékelés módjára utaló szám,

(n=4;10;20;40;100).

Az irányérzékeny mérés megvalósításának érdekében a forgó impulzusadó A és B érzékelő diódák jelei közötti 900-os fáziseltolást azzal biztosítják, hogy a leolvasó rácsokat egymáshoz viszonyítottan

ν

⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ±=ϕ∆⋅⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ±=Φ

036041k

41k

szögeltolással szerelik. A jeladó körülfordulásonként a forgástengely mindig azonos szög-helyzetében egy-egy nullimpulzust ad. Ez a jel biztosítja a mérőrendszer abszolúttá tételét. Lásd

Jelátalakító

Ua

Ub

U0

νIrány-

diszkriminátorφ

fE

fH

f0

A;AB;B

Reverzibilisszámláló

érvényesítőhelyzetkapcsoló

&&

a számláló nullázása

0

Helyzettel arányosdigitális kimenet

2-25. ábra

Mérőrendszer abszolúttá tétele


33

A szerszámgépek szánelmozdulásának forgó impulzusadóval történő mérésekor a beépítés tervezésekor két feltételt kell kielégíteni. Egyrészt biztosítani kell, hogy az impulzusadó egy impulzusához a szán egy elemi elmozdulása, az ún. útegység tartozzon (inkrement illesztés), másrészt a legnagyobb szánsebesség esetén is hibátlan legyen a jelfeldolgozás (sebesség il-lesztés). A egy forgó impulzusadóval történő útmérés vázlatát a 2-26. ábra mutatja.

A rendszer adatai:

golyósorsó menetemelkedése: h

az illesztő hajtómű hajtóviszonya: k = z1/z2

a forgó impulzusadó mérőtárcsa rácsosztásainak száma: ν

az útegység: δ

Forgóimpulzusadó

SzánGolyósorsó

Illesztő hajtómű

Motor

Z1

Z2 νh

δ

X

2-26. ábra

Szánelmozdulás mérés forgó impulzusadóval

Az impulzusadó tengelyének φ szögelfordulása és a szán x lineáris elmozdulása közötti kapcsolatot leíró egyenlet:

kh2x ⋅π

⋅=ϕ .

Behelyettesítve az útmérő felbontás δφ , és az útegység δ értékét rendezés után az illesztő haj-tómű szükséges hajtóviszonya:

δ⋅⋅ν

=nhk , ahol n a már korábban definiált, a jelkiértékelés módjára utaló szám.

Ha a forgó impulzusadót a fentebb meghatározott hajtóviszonyú illesztő hajtóművel kap-csoljuk a szánmozgató orsóhoz, akkor ezzel megvalósul az ún. inkrement illesztés. A sebesség illesztés során azt kell ellenőrizni, hogy a szán legnagyobb sebessége esetén a jelsorozat frekvenciája alatta marad-e az útmérőre megengedett legnagyobb jelsorozat frek-venciának, vagyis:

maxmaxvmax

maxv ffés;vf ≤δ

= LL , ahol az fmax az útmérő kimenő jelsorozatának

az a legnagyobb frekvenciája, amelynél a jelfeldolgozás még hibátlan (ez a gyártó által meg-adott, az útmérőre jellemző érték).

A következő ábrák a Dr. Johannes Heidehain GmbH. által gyártott eszközökre, azok építő-elemeire mutatnak példákat.


34

2-27. ábra

Lineáris lécek

2-28. ábra

Forgó impulzusadók

2-29. ábra

Forgó impulzusadó üvegtárcsák


35

2.3.5. CNC gépek jellegzetes pozícionálási módjai A CNC gépek talán legfontosabb funkciója a pozícionálás. A hagyományos szerszámgépek

előtoló rendszereinek a feladata az előírt illetve beállított előtolási sebességek biztosítása, míg a CNC pozícionáló rendszereknek a programozott pályasebesség mellett a megfelelő, szigorú követelmények szerinti célpont elérés, célpontra állás. Az időben külön, vagy párhuzamosan történő szánmozgások eredőjeként más-más mozgáspályák adódnak, s ennek megfelelően a CNC gépek különféle pozícionálási feladatokat hajthatnak végre.

A jellegzetes pozícionálási módok az alábbiak:

1. Pontvezérléssel történő pozícionálás

2. Szakaszvezérléssel történő pozícionálás

3. Pályavezérléssel történő pozícionálás • Lineáris pálya mentén • Körpályán • Parabola pályán

2.3.5.1. Pontvezérléssel történő pozicionálás Gyorsmeneti sebességgel történő célpontra állás, megközelítés, eltávolodás. Jellemzői az

alábbiak:

• Gyorsmeneti mozgás

• Egyidejűleg több koordináta mentén

• A mozgások között nincs kapcsolat

• Mozgás közben nincs forgácsolás

• Tipikus programmondat:

N52 G00 X és/vagy Y és/vagy Z és/vagy A stb,

ahol X,Y, Z. A acélpont koordináták, G00 a pontvezérlési utasítás.

A 2-30. ábra és a 2-31. ábra egy-egy tipikus pontvezérlési feladatot mutatnak. A mozgások egyszerre indulnak, de a befejezés pillanata lehet különböző a megteendő elmozdulásoknak megfelelően. Megjegyzendő, hogy amennyiben a CNC vezérlés számítja a geometriai vagy pályakorrekciót, akkor azt a G41 vagy G42 utasításokkal a megközelítő, a kontúrra álló mon-datokban kell bekapcsolni és az eltávolodást leíró mondatban a G40 utasítással törölni az alábbiak szerint

N52 G00 G42 X112 Z25 (kontúrra állás)

.szükséges megmunkáló mondatok

.

N125 G00 G40 X200 Z160 (kontúr elhagyás)


36

2-30. ábra Pontvezérléssel történő célpontra-állás fúrógépen

X

ZP1

P2

X1

X2

Z1 Z2

450

vx=vy=vg

vx

vz

t

t

2-31. ábra Pontvezérléssel történő mozgás mozgáspályája és sebesség–idő diagramja.

2.3.5.2. Szakaszvezérléssel történő pozícionálás A szakaszvezérlés sajátosságai az alábbiak:

• Koordináta párhuzamos mozgások

• Egyidejűleg csak egy koordináta mentén van mozgás

• A mozgás sebessége a programozott előtolás

• Mozgás közben van/lehet forgácsolás

• Tipikus programmondat:

N51 G73 X vagy Y vagy Y…..Fxxx Sxxx Mxx, ahol

G 73 a szakaszvezérlésre vonatkozó utasítás, X, Y, Z, a célpontok, F az előtolás, S, M a főorsó forgás, hűtés

A szakaszvezérlés jellemzőit a 2-32. ábra mutatja.


37

2-32. ábra

Példák szakaszvezérlésre

Az ábra marógépen illetve esztergán végrehajtható szakaszvezérlési feladatokat mutat.

Megjegyzendő, hogy a szakaszvezérlést, mint önálló funkciót ma már nem használják. A mai korszerű pozicionáló rendszerek alkalmasak pályavezérlésre is, és az egy tengely menti lineáris interpoláció tökéletesen szükségtelenné teszi a szakaszvezérlés önálló alkalmazását.

2.3.5.3. Pályavezérléssel történő pozícionálás A pályavezérlési mód ma már a pozícionáló és irányító rendszerek fejlettsége révén min-

den CNC gépnek lehetséges szolgáltatása. Általános jellemzői az alábbiak:

• Egyidejűleg több tengely menti mozgás

• A mozgások között szigorú kötöttségek vannak, ezt az interpolátor biztosítja (2-5D-s megmunkálások)


• A pályamenti sebesség a programozott előtolási sebesség

Általánosan a lineáris és a körinterpoláció terjedt el, egyéb lehetőségek esetlegesek, külön-legesek

1. Lineáris interpoláció

A lineáris interpoláció jellemzőit a 2-33. ábra mutatja be.


38

X

ZP1

P2

X1

X2

Z1 Z2

vez

t

t

vexvx

vz

2-33. ábra

Lineáris interpoláció

Lineáris interpolációval a szerszám programozott pontja úgy jut el a P1-pontból a P2-be, hogy a pályamenti sebesség az állandó programozott sebesség, amely a interpolátor által meghatározott állandó koordináta tengely menti sebességek eredője. A tranziens folyamatok-tól eltekintve a tengely menti mozgások mindig azonos pillanatban kezdődnek el ill. fejeződ-nek be. A lineáris interpoláció tipikus NC mondata az alábbi:

N66 G01 X és/vagy Y és/vagy Y Fxx Sxxx Mxx,

Ahol G01 lineáris interpoláció utasítása, X, Y, Y a célpontok, F,S M a technológiát defini-áló utasítások.

2. Körinterpoláció A körinterpolációval történő mozgás során a szánok olyan kapcsolt mozgásokkal mozog-

nak, hogy a szerszám programozott pontjának eredő elmozdulása az előírt körpályának meg-felelő lesz. A 2-34. ábra a körinterpoláció jellegzetességeit ábrázolja.

X

ZX1

X2

Z1Z2

K

I

P1

P2

( ) ( ) ( )tvtvtv 2ez

2ex

2e +=

2-34. ábra A körinterpoláció

• Egyidejűleg kettő tengely menti mozgás


39

• A mozgások között szigorú kötöttségek vannak, ezt az interpolátor biztosít-ja: 2

ez2ex

2e vvv +=


• A pályamenti sebesség a programozott előtolási sebesség, ve

A 2-34. ábran bemutatott esetben a szerszámpálya a P1 és a P2 pontok közötti körív, mely-nek sugara legyen Rp. Az ábrából belátható, hogy a kezdőpontból a végpontba RP sugarú íven összesen négyféleképpen lehet eljutni. Az egyértelmű pályakijelöléshez meg kell adni az ún. körüljárási irányt és a pályák középpontjainak helyzetét. Az előbbire a G02 és a G03 utasítá-sok, míg az utóbbira az I és K interpolációs segédadatok szolgálnak. Ezzel a körpálya tipikus programmondata:

Nxx G02 vagy G03 X(x2) Z(z2) Ixx Kxx Fxxx Mxx Sxxx, ahol

G02 a körinterpoláció utasítása CW, azaz órajárással egyező irányban, G03 a körinterpolá-ció utasítása CCW, azaz órajárással ellenkező irányban, X, Z a célpont- koordináták, I a kez-dőpont távolsága a középponttól x irányban, K a kezdőpont távolsága a középponttól z irány-ban, F, S, M a technológiai és segédutasítások. Fontos tudni, hogy az interpolációs segédada-tok mindig a kezdőpontból a középpontba mutató vektor koordináta tengelyek irányú kompo-nensei. Ezen szabály a gyakoribb, de vannak vezérlések, ahol a körpálya középpontját annak abszolút koordinátáival kell definiálni.

2.3.6. CNC gépek geometriai információs rendszere Minden CNC gép esetében alapvető, hogy értelmezni tudjuk:

• a gép szánjainak helyzetét, mozgását

• a programban megadandó geometriai adatokat, a munkadarab méreteit

• a megmunkáló szerszámok méreteit, fő geometriai jellemzőit

Ezt biztosítja a CNC gép geometriai információs rendszere, melynek részei: • a koordináta rendszerek • a vezérlésben az adatokat tároló elemek, az ún. tároló regiszterek


40

Megnevezés

Jel Nevezetes pontok Regiszterek és tartal-

muk

GÉPI KOORDINÁTA

RENDSZER GKR

M a GKR origója F a szánrendszer vezérelt

pontja

Gépi helyzet regiszter <H>=MF

PROGRAMOZÓI KOORDINÁTA

RENDSZER PKR

W a PKR origója P a programozott pont

Szerszámpálya regisz-ter

<A>=WP

SZERSZÁM KOORDINÁTA

RENDSZER SKR

N=F az SKR origója P a szerszám programo-

zott pontja

Szerszámadat regiszter <T>=FP

2-3. Táblázat

A 2-3. Táblázatban összefoglaltuk a geometriai információs rendszer „építőelemeit.”

A gépi koordinátarendszer, a GKR ,- ahogy a nevéből is következik-, a CNC gép saját rendszere, a gép ebben a rendszerben hajt végre minden mozgást. Ebben a rendszerben értel-mezi a szánok helyzetét, pozícióit, s ezek értékeit a vezérlésben a <H> gépi helyzet regiszte-rek tárolják. A szánok pillanatnyi helyzete mindenkor az MF távolság, ahol az M a GKR kez-dőpontja, F pedig a szánok vezérelt pontja.

A programozói munka megkönnyítését és a CNC géptől való függetlenítést szolgálja a programozói koordinátarendszer, a PKR alkalmazása. A kezdőpontja a W pont, a szerszám-pálya értelmezett pontja a P pont. A programozás során ebben a koordinátarendszerben értel-mezzük a munkadarab méreteket, valamint a programba írandó célpontok adatait. Általában igaz, hogy a munkadarab kontúrját programozzuk (K-pontot) úgy, hogy a kontúrt a szerszám-pályával egybeesőnek tekintjük, de az eltérés számítására a programban szükség szerint meg-felelő parancsot adunk (szerszámpálya korrekciózás). A program adataiból számított szer-számpálya adatokat az <A> regiszterek tárolják, ezek a szerszámpálya regiszterek.

A CNC gépek is, mint általában az automaták előbeállított szerszámmal dolgoznak, ezért szükség van egy vonatkoztatási rendszerre, amelyben a szerszámok megfelelő adatai értel-mezhetőek. Ez a rendszer a szerszám koordinátarendszer, az SKR. Az origója az N pont, amit célszerű az F-fel egyezőnek értelmezni (N=F). Az FP távolság a szerszám hosszméret korrek-ciója, a P pont a szerszám programozott pontja. Ebben a rendszerben lehet értelmezni a szer-számok típusát is. A szerszámok méreteit és típuskódjait <T> szerszámadat regiszterek tárol-ják


41

M

W

P

K

F=N

X

X

Y

Y

Z

Z

r0

rMF

rKP

rWKrWP

rFP

g(x,y,z)

2-35. ábra

CNC geometriai rendszer

A 2-35. ábra a CNC gépek geometriai rendszerének egy általános felépítési lehetőségét áb-rázolja. Mutatja a koordinátarendszereket és a nevezetes pontokat. Az ábra jelöléseivel a jel-lemző elemek az alábbiak:

• r0 nullponteltolás vektor

• rWK a programozott kontúr vektor, a g(x,y,z) kontúrgörbe pontjainak helyvektora

• rKP a szerszámsugár vagy geometriai korrekciós vektor

• rWP a szerszámpálya vektor

• rFP a szerszám hosszkorrekció vektor

• rMF a vezérelt pont vektor

A koordinátarendszerek közötti kapcsolatot az alábbi egyenlet írja le:

rMF= r0+rWP-rFP, ahol rWP=rWK+rKP

tehát rMF=r0+ rWK+rKP -rFP

Fenti egyenletből jól látható, hogy a pozícionálás célpontja a nullponteltolás,

a munkadarab aktuális mérete, a geometriai korrekció és a

szerszám hosszkorrekció összessége.


42

2.3.6.1. A koordinátarendszerekkel kapcsolatos általános előírások Az alaprendszerek Descartes-i, jobbsodrású koordinátarendszerek

A tengelyek jelei:

X Y Z elsődleges tengelyek

U V W másodlagos tengelyek

A B C szögelfordulások

A Z tengely a főorsóval párhuzamos

Esztergáknál az X-Z a munkasík

Pozitív a tengelyirány, ha a szerszám és a munkadarab távolodásakor a koordinátaérték növekvő. Amennyiben a szerszám végzi a mozgást, akkor a mozgásirányok és a tengely irá-nyítások egyezőek, ellenkező esetben szembemutatóak.

Esztergáknál a pozitív Z tengely a szegnyereg felé, a főorsóból kifelé, maró és fúrógépek esetében a főorsóba befelé mutat.

A koordinátarendszerek tengelyei természetesen a szánvezetékekkel párhuzamosak

A gépi GKR és a programozói PKR koordinátarendszerek egymáshoz képest eltoltak le-hetnek (nullponteltolás!), elforgatás nem lehetséges.

2.3.6.2. Eszterga geometriai rendszere Szemléltetésre az EPA-320 CNC eszterga példáját mutatja a 2-36. ábra.

ZM ZW

XM XW

MP

X szán

Z szán

F=NZ'

X'

2X

Z0 Z Zk

ZMF

W

X0

XX MF

X k

XMF=X0+X+XkZMF=Z0+Z+Zk

2-36. ábra

CNC eszterga geometriai rendszere

Az ábrán bemutatott módon esztergák esetében célszerű a gépi koordinátarendszer , a GKR Z tengelyét a főorsó forgástengelyével egybeesőnek venni, valamint az M kezdőpontját a munkadarab befogó tokmány homloksíkján kijelölni. Ezek a megállapodások célszerűségek,


43

természetesen ezektől bármilyen eltérés megengedett. Az a lényeges, hogy a kezelő számára egyszerűen elképzelhető, áttekinthető legyen a kijelölés.

A programozói koordinátarendszer PKR kijelölése a programozó feladata. A Z tengely ér-telemszerűen a munkadarab forgástengelyével egybeeső, a W kezdőpontját lehetőleg úgy kell kijelölni, hogy a technológiai és a szerkesztési bázisok egybeessenek. A munkadarabot a gép munkaterébe helyezve az ábrán vázolt állapot jön létre, ahol az X irányú nullponteltolás jel-lemzően zérus, X0 = 0.

A szerszám koordinátarendszer, az SKR tengelyei az X’és Z’, az alaprendszerekkel ellen-tett irányításúak, az N kezdőpontja célszerűen egybeeső a szánrendszerek F vezérelt pontjá-val, N=F. Természetesen ezen utóbbi megállapodás se kötelező, csak tapasztalati célszerűség.

A koordinátarendszerek közötti kapcsolatokat az alábbi egyenletek írják le:

XMF=X0+X+Xk és ZMF=Z0+Z+Zk, ahol

X0, Z0 a nullponteltolások, az X és Z a programozott célpontok, Xk és Zk a szerszám hossz-korrekciók. Az összefüggés akkor igaz, ha a szerszám csúcssugarának értéke nulla, vagyis nincs szükség geometriai korrekció számítására. Programozásnál általában ezt az esetet felté-telezzük, de a szerszámpálya számítást megfelelő utasításokkal előírjuk.

Az esztergák esetében fontos megjegyezni, hogy az X programozott értéken mindig átmérő méretet kell érteni!

A bekapcsolást követően a CNC gépek többségénél először a referenciapont felvételt kell végrehajtani, vagyis ki kell jelölni a gépi koordinátarendszer helyét. Ezt a szituációt mutatja a 2-37. ábra.

ZM

XM

M

X szán

Z szán

F=R

XMR

ZMR

XMR=<HX>

ZMR=<HZ> 2-37. ábra

Referenciapont felvétele CNC esztergán

A referenciapont felvétel során a vezérlés a szánokat általában a munkatér szélén lévő po-zíciókba mozgatja, s ott a gépi helyzet regisztereket nullázza, vagy pedig azokba az XMR, ZMR referencia távolságokat betölti. Nullázás esetén a gépi koordinátarendszert szokás rögzített nullpontos rendszernek, XMR≠0, ZMR≠0 esetén pedig lebegő nullpontos rendszernek nevezni.


44

Ez a megkülönböztetés ma már nem indokolt, mert a referencia távolságokat tetszőlegesen választhatjuk meg.

2.3.6.3. Fúró-maró megmunkálóközpont geometriai rendszere Példaként a Polyax TC-3 megmunkálóközpont rendszerét mutatja a 2-38. ábra.

M

FőorsóFőhajtómű Főmotor

W XM

ZW

ZM

XW

FPWPMWMF rrrr rrrr −+=

MFrr FPrr

WPrr

MWrr

YMYW

PF=N

Szerszám

Z

X

Y

2-38. ábra

3D-s megmunkálóközpont koordinátarendszere

M

W

M

W

M

W

ZW

ZMXM

XW

XM

XW

ZM ZW

YM YW

XMF

XMW

YMW

ZMW

XWPXMW

YWP

P

P

YWYM

ZMW

ZMP

F=N

F=N

ZFP

ZFP

P,F=N

Z

ZMF

P

K

Xg

Yg

XWKYWK

A geometriai korrekció Xg, Yg

2-39. ábra

3D-s megmunkálóközpont koordinátarendszere


45

Az ábrák alapján felírhatóak a koordinátarendszerek kapcsolatait leíró egyenletek: XMF=XMW+XWK+Xg YMF=YMW+YMK+Yg ZMF=ZMW+ZWK+ZFP

Az X-Z interpolációs síkban nincs szerszám hosszkorrekció, itt a szerszámpálya és a kon-túr közötti távolságot az Xg, Yg geometriai korrekció határozza meg. A szerszám hosszirányú méretét az X-Z és az Y-Z síkokban veszi figyelembe a vezérlés. Forgószerszámos gépek ese-tében ez a sajátosság érvényesül mindenkor. A szerszámpálya számítás a CNC vezérléssel 3D-ig általában még on-line elvégeztethető, de bonyolultabb rendszereknél már a számítógé-pes programkészítéskor van rá lehetőség, ezért ilyenkor a CNC program a szerszámpálya ada-tokat tartalmazza, míg az első esetben a munkadarab kontúr adatait.

2.3.6.4. Eszterga megmunkálóközpont koordinátarendszere

Útmérő

Főorsó

1. revolverfej

2. revolverfej

Hátsó orsó

Vezetőpersely

2-40. ábra

A CITIZEN E20 eszterga MC koordinátarendszere

2-40. ábra egy két revolverfejes, kétorsós hosszesztergáló megmunkálóközpont geometriai rendszerét mutatja. A gép hosszesztergáló rúdautomata, s ennek megfelelően rendelkezik rúd-adagoló berendezéssel s a Z1 tengely mentén a főorsó végzi a munkadarab előtoló sebességgel történő mozgatását.

A jellemző koordináták: 6 vezérelt koordináta

• Főorsó: Z1, C1

• revolverfej: X1

• revolverfej: X2, Z2

• Hátsó orsó: Z3


46

A különböző koordinátatengelyek együttmozgatási lehetőségei az alábbiak: 1. Iker revolverfejes megmunkálás X1, X2, C1 Z1 tengelyek együttműködése 2. Kétszános megmunkálás X1, C1 Z1 X2, C1 Z2 3. Első-hátsó szimultán megmunkálás X1, C1 Z1 X2, Z3 4. Három Z-tengelyes szimultán megmunkálás X1, C1 Z1 X2, Z1, Z2 a Z1-re szuperponálódik Z3 a Z2-re szuperponálódik

Az ábra és a rövid ismertető alapján könnyen belátható, hogy a több koordinátás megmunkálóközpontok programozása már „haladó” programozói ismereteket igényel.


47

3. CNC GÉPEK KÉZI PROGRAMOZÁSÁNAK ALAPJAI

3.1. CNC programozás nyelvi eszközei

3-1. ábra

A CNC programozás nyelvi eszközei

A CNC programozás folyamatáról, feladatairól, módszereiről az előző fejezetben általános áttekintést adtunk. A programozás geometriai modellezési és technológiai folyamattervezési feladatok megoldását jelenti oly módon, hogy az eredmény a CNC gépek által érthető formájú és tartalmú program legyen.

Az NC technikában napjainkra három jellegzetes programnyelv család alakult ki:

1. Assembly szerű, funkció orientált ISO 6983 nyelv (Numerical Control Language, NCL) a kézi programozás számára.

2. Magasszintű, feladat orientált nyelv, APT (Automatic Programming Tools) nyelvek, elsősorban a számítógépes programozási eljárások számára.

3. Interaktív, vezérlésfüggő, feladatleíró nyelvek, menük, grafikus eszközök, elsősor-ban a CAD/CAM és a WOP eljárások segítésére.

A 3-1. ábra a nyelvi eszközök összefoglalását mutatja. Az ábrán jól látható, hogy a CNC gépen való végrehajtásig milyen jellegzetes feldolgozási folyamatokon mennek át az informá-ciók, az adatok.

Ebben a fejezetben elsősorban a kézi programozás sajátosságait mutatjuk be, s ennek meg-felelően az ISO/DIN szócímzésű NCL jellemzőit tárgyaljuk. A programozási példákat a Sinumerik 810T eszterga vezérlés utasításrendszerének megfelelően adjuk.

3.1.1. Egy ISO NCL utasításrendszer felépítése Egy CNC szerszámgép programozásához alkalmazható utasításrendszer elmei természete-

sen csoportosíthatóak aszerint, hogy egy gyártási feladat leírásakor milye információkat kell megadni. Ennek megfelelően az utasításrendszer felépítése az alábbi lehet:

Az NC programban megadandó gyártási információk:


48

• NC specifikus adatok (pozicionálási, méretmegadási mód stb.)

• Geometriai adatok

• Technológiai adatok

• Programtecnikai adatok

• Végrehajtási sorrend

Az UTASÍTÁSOK TIPUSAI a fentiek alapján:

• Előkészítő vagy G-utasítások

• Geometriai és interpolációs utasítások (X, I stb.)

• Technológiai és segédutasítások (M, S, T, F )

• Programtechnikai utasítások és vezérlő karakterek

A végrehajtási sorrendet a leírás sorrendje adja!

A programnyelv egyszerűsített Backus-Naur metanyelvi definíciója: <program>::={<mondat>} <mondat>::=<mondatszám>.{<szó>}.LF <mondatszám>::=N.<sorszám> <sorszám>::={<decimális karakter>}3 <decimális karakter>::=0/1/2/3/4/5/6/7/8/9 <szó>::= <szócím>.<adat> <szócím>::=G/X/Y/Z/I/J/K/D/F/S/T/M/B/R <adat>::=<integer>./<real> <integer>::={<decimális karakter>} <real>::={<decimális karakter>}0

4. {<decimális karakter>}03

Jelölések: Metaváltozó::=Metakifejezés <kisbetűk>változó Vagy / És . Ismétlés { } max4

min3xx Terminális jel:ABCXYZ…

A szócímzésű NCL jellegzetes címbetűit és egyéb karaktereit a 3-1. Táblázat foglalja ösz-sze:


49

N Mondatszám % Program kezdet

G Előkészítő utasítás ( Megjegyzés kezdete

X Y Z Geometriai utasítás ) Megjegyzés vége

U V W Másodlagos geom. ut. / Feltételes mondat

A B C Szögelfordulás, szögérték : Főmondat

I J K Interpolációs utasítás + - Előjelek

D Szerszámkorrekciós tár = Egyenlőség

F Előtolás adat LF Mondat vége

S Főorsó forgás-sebesség

T Szerszám azonosító

M Segéd és kapcsolási utasítá-sok

3-1. Táblázat

A Sinumerik 810T vezérlés utasításrendszerének legfontosabb általános szabályai:

• A program legkisebb egysége a SZÓ ill. a KARAKTER

• A szavak lehetnek: - öröklődőek, újig érvényesek (többség) - öntörlőek, egy mondatra érvényesek

• A szavakban az értéktelen nullák elhagyhatóak

• A mondatszám elhagyható, címke jellegű

• A mondatokban a szósorrend kötetlen, de vannak célszerű és kötelező megállapo-dások

• A szavak címbetűi mindig nagybetűk

• Szóköz megadása nem szükséges

• A tizedesjel a tizedespont

• A mondatokat LF vagy EOB karakterrel kell lezárni

• A program mindig % karakterrel kezdődik, M02 vagy M30 utasítással zárul


50

%SPFazonosító szám

Bevezető mondat

1. Szegmens

2. Szegmens

n-ik Szegmens

Záró mondat M02

.

.

. Az alprogramok felépítése

A főrogramok felépítése A szegmens felépítése

Szerszámváltás/csere

Főmondat

Egyéb mondatok....

Alprogram mondatok...

Záró mondat M17

Cím Adatvagy kód

ABCDFGXYZIJK

stb

Real:X12.325F0.21 stb.

Integer:T12S2560 stb.

%MPFazonosító szám

/ N999 G00 G90 G40 X12.5 Z3.2 K1.25 F0.2 S1250 M04 EOB

Mondat-szám

Előkészítőutasítások

Geometriai ésinterpolációs utasítások

Technológiai éskapcsolási utasítások

Vez.ut.

Mondatvége

A mondatok felépítése

3-2. ábra

CNC program felépítési struktúrája

A 3-2. ábra egy CNC program felépítési struktúráját mutatja. A programok lehetnek fő-programok és alprogramok, vagy szubrutinok. Mindkettő mondatokból, a mondatok szavak-ból épülnek fel.

A főprogram a munkadarab teljes megmunkálási folyamatát fogja át, felépítését célszerű tagolni, szegmensekre bontani. Egy-egy szegmens általában más-más szerszámhoz tartozik, tehát az „egy szerszám, egy szegmens” elv érvényesül. A tagolás eredményeként a program-megszakítás utáni folytatás biztonságosabb, kevesebb szubjektív hibalehetőség adódik. Az öröklődő utasításokat mindig meg kell adni a szegmens első, ún. főmondatában, s így kizárha-tóak a folytatásnál a téves öröklődések. Egy- egy szegmens önállóan is működőképes prog-ramrészletnek tekinthető azzal a megszorítással, hogy nem zárja le záró utasítás.

Az alprogramok ismétlődő elemekből álló programrészletek programozására szolgálnak. Lehetnek könyvtári alprogramok, amelyek a vezérlés szolgáltatásai, pl. esztergáló, mélyfúró vagy menetesztergáló, illetve a felhasználó által írt felhasználói alprogramok, pl. kontúrleíró, komplett megmunkáló alprogramok. Ezek az alprogramok a főprogramokból a megfelelő sza-bályok szerint hívhatók, aktualizálhatók, a vezérlés memóriájában a Sinumerik vezérlésnél önálló fájlként kerülnek tárolásra. A 3-3. ábra mutatja a Sinumerik 810T vezérlés alprogram hívási lehetőségeit. A főprogramból az alprogram hívható egyszeri, vagy többszörös vérehajtással, sőt az alprogramokból is lehet további alprogramokat hívni. Ennél a vezérlésnél ún. háromszoros, vagy három szintű „zsákolási” lehetőség van.


51

3-3. ábra

Alprogramok hívási lehetőségei

Mind a fő, mind az alprogramok mondatokból épülnek fel, ezek felépítése is látható a 3-2. ábraán. A mondat kezdő utasítása a mondatszám szó, a mai korszerűbb vezérléseknél meg-adása már nem kötelező, ezekben az esetekben címke funkciója van. A mondatokat mindig egy speciális záró karakterrel kell lezárni, ez a mondatvége, vagy blokkvége karakter, az EOB karakter. A mondatokon belül az utasítások sorrendje elvileg kötetlen, de a 3-2. ábraán bemu-tatott sorrend tapasztalati alapon ajánlott és célszerű. A vezérlő karakter a főmondatot jelölő : kettőspont, vagy a feltételes mondatkihagyást jelentő / törtvonal.

A mondatok szavakból épülnek fel, a karakterektől eltekintve ezek az NC program legki-sebb építő elemei. A szavak címbetűkből és adatokból állnak. A címbetűk az angol abc nagy-betűi, az adatok számok (integer, real), vagy kódok (string). A programnyelv a szócímzésű nyelv elnevezést a szavak ezen jellegzetes felépítéséről kapta.

Az ISO/DIN NCL jellegzetes utasítás fajtái összhangban a 3-1. Táblázatban összefoglal-takkal az alábbiak: (Sinumerik 810T)

Az előkészítő G utasítások fajtái

1. Pozicionálás módja

2. Méretmegadás módja

3. Pályakorrekciózás módja

4. Koordináta transzformációk módja

5. Célpontra állás módja

6. Gépi ciklusok


52

7. Mértékegység- és funkcióváltás

8. Egyéb előkészítő utasítások (lásd mellékletben)

Geometriai utasítások

1. Célpont koordináták: X4.3, Z4.3

2. Szögértékek: A4.3

3. Lekerekítés és élletörés értéke: B+-4.3

4. Interpolációs adatok: I4.3, K4.3

Technológiai utasítások fajtái

1. Főorsó forgás S4

2. Előtolás F2.3, F4

3. Szerszám azonosító T2

4. Szerszám adattár címe D2

Kapcsolási utasítások

1. Főorsó forgás jobb, bal, állj M03, M04, M05

2. Szerszámváltás M06

3. Hűtőfolyadék be, ki M08, M09

Programtechnikai utasítások és vezérlő karakterek

1. Program vége M02, M30

2. Szubrutin vége M17

3. Program stop M00

4. Feltételes program stop M01

5. Ciklusismétlés száma P01-P99

6. Mondatszám Nxxx

7. Program kezdet %

8. Feltételes mondatkihagyás /

9. Megjegyzés kezdete, vége (, )

10. Előjelek, egyenlőség + - =

11. Mondatvége LF, EOB

Egyéb utasítások, amelyek nem szabványosítottak. (lásd mellékelt táblázat)

3.1.1.1. Előkészítő utasítások fajtái, programozásuk 1. Pozícionálási módok programozása

1.1. Pontvezérléssel történő mozgás gyorsmenettel: 3-4. ábra

Programozandó adatok: Mozgáspálya végpontjai egyidejűleg minden irányban


53

Kezdőpontra állás esetén a megfelelő pályakorrekció G41, G42 Eltávolításkor a pályakorrekció törlése G40 Jellegzetes mondat:

N5 G00 G40 X(X2)Z(Z2)

X

ZP1

P2

X1

X2

Z1 Z2

450

vx=vy=vg

3-4. ábra

Pozícionálás gyorsmenettel

Megjegyzendő, hogy a mai korszerű CNC vezérléseknél a mozgáspálya gyakran a P1-P2 pontokat összekötő egyenes, a mozgás sebessége pedig gyorsmeneti.

1.2. Lineáris mozgás programozása előírt sebességgel, (3-5. ábra) 2D, 3D, lineáris és forgómozgások kombinációi

Programozandó adatok: Mozgáspálya végpontjai Technológiai feltételek: Előtolás, főorsó forgás

Térgörbék közelítése lineáris pályaszakaszokkal történik Jellegzetes mondat:

N5 G01 X(X2) Z(Z2) F S

X

ZP1

P2

X1

X2

Z1 Z2 3-5. ábra

Pozícionálás egyenes mentén előtolással


54

1.3. Körpályán mozgás a fősíkokkal párhuzamos síkban (3-6. ábra)

Programozandó adatok: Körpálya végpontjai Kezdőponttól a kör középpontjának relatív helyzete: I, K Körbejárás iránya: G02: órajárás irányába CW, G03: órajárással ellentett CCW Technológiai feltételek: Előtolás, főorsó forgás

Jellegzetes mondat:

N5 G03 X(X2) Z(Z2) I K F S

X

ZX1

X2

Z1Z2

K

I

P1

P2Pk

3-6. ábra

Pozícionálás körpályán

1.4. Menetesztergálás, hengeres, kúpos, síkmenet G33

Programozandó adatok: Célpont koordináták, Menetemelkedés: I, J, K Főorsó forgás: M03/M04

Jellegzetes mondat:

N5 G33 X Z K S M03/M04

Ma már ritkán használják, helyette a menetesztergáló szubrutint alkalmazzák.

1.5. Várakozás programozása G04

Elsősorban fúrási, beszúrási műveleteknél használják a forgácstörés miatt.

Jellegzetes mondat:

N5 G04 X(t), ahol t a várakozási idő sec-ban.


55

A G04 utasítás öntörlő.

2. Méretmegadási módok programozása (3-7. ábra)

A geometriai méretek programozhatóak

Abszolút értékként G90

Növekményként G91

Az abszolút méretmegadás alkalmazása a gyakoribb,

A növekményes programozást elsősorban 3-5D-s megmunkálásoknál alkalmazzák

(Kisebb programméret miatt)

Jellegzetes mondatok:

Abszolút programozás

N5 G90 G00 X(X2) Z(Z2)

Növekményes programozás

N5 G91 G00 X(∆X) Z(∆Z)

ahol ∆X=X2-X1, ∆Z=Z2-Z1

X

ZP1

P2

X1

X2

Z1 Z2

450

3-7. ábra

Méretmegadási módok

3. szerszámpálya korrekciózás programozása

A pálya- vagy szerszámsugár korrekció akkor szükséges, ha a P programozott pont és a K kontúrpont nem esik egybe. Ez a geometriai korrekció:

A programozási utasítások: G40 korrekció törlés G41 sugárkorrekció bal G42 sugárkorrekció jobb


56

G43 sugárkorrekció + G44 sugárkorrekció -

Jellegzetes alkalmazás:

N5 G3 G42 X Y I J

N5 G2 G41 X Y I J

A 3-8. ábra mutatja az automatikus pályakorrekciózás G41, G42 utasításainak értelmezé-sét.

A mai CNC gépeken a G43 és G44 utasításokat már nem használják, funkciójukat a G41, G42 utasítások teljes egészében átveszik.

Ve

Ve

G41

G42

Munka-darab

Szerszám

Y

X

P

P

K

K

3-8. ábra

Pályakorrekciózás értelmezése

4. Koordináta transzformációk módjának programozása

A koordináta transzformációnak két alaptípusa van:

Tárolt nullponteltolás , amikor a nullponteltolás értékeit a vezérlés megfelelő tárolóiban tá-rolják, s a programban ezen tárolók címével hivatkoznak rájuk. Általában a többoldalas meg-munkálási lehetőségek miatt négy különböző tárolt nullponteltolás alkalmazható.

Az utasítások:

G53: tárolt nullponteltolás felfüggesztése, átmeneti törlése

G54, G55, G56, G57 :különböző tárolt nullponteltolások

Jellegzetes alkalmazás:

N5 G54 X.. Z.. nullponteltolás bekapcsolása, pozicionálás az általa kijelölt PKR-ben .

N55 G56 X.. Z.. nullponteltolás cseréje, pozícionálás az újabb nullpont eltolás által kijelölt PKR-ben


57

.

N85 G53 X.. Z.. nullponteltolás felfüggesztése egy mondatra, pozícioná- lás a GKR-ben

N86 X.. Z.. felfüggesztés megszűnt, pozícionálás a legutolsó érvé- nyes nullponteltolás szerint (N55 G56)

Programozott nullponteltolás segítségével átmenetileg a programozói koordinátarendszer helyét módosíthatjuk az alap kijelöléshez képest. Használható ráhagyások programozására, vagy ismétlődő felületcsoportok megmunkálásakor.

Az utasítások a G58 és a G59.

Egy jellegzetes alkalmazási példa:

N5 G54 L25 P1 az L25 alprogram végrehajtása a G54 által kijelölt PKR-ben

N10G58 X16 Z48 a PKR átmeneti eltolása X és Z értékekkel

N20 L25 P1 az L25 alprogram végrehajtás az eltolt PKR-ben

N25 G58 X45 Z100 a PKR eltolása az eredetihez képest X és Z-vel

N30 L25 P1 az L25 alprogram végrehajtása az újabb PKR-ben

N35 G58 X0 Z0 az eredeti állapot visszaállítása, az átmeneti koordináta- rendszer eltolás törlése

Megjegyzendő, hogy a G58, G59 utasításokat tartalmazó mondatokban csak a koordináta-adatok szerepelhetnek, s a G40 pályakorrekció törlésnek érvényben kell lennie.

3-9. ábra

Nullponteltolások feldolgozása

A 3-9. ábra a Sinumerik 810 vezérléscsalád esetében alkalmazható tárolt, programozott és a külső nullponteltolások együttes használatának feldolgozási folyamatát mutatja be.


58

5. Célpontra állás módjának programozása

A CNC szerszámgépek pozícionáló rendszerei dinamikus rendszerek, amelyek az előírt elméleti szerszámpályákat és a pozícionálási célpontokat csak valamilyen követési hibával, illetve pozícionálási hibával tudják megvalósítani. Ezek a hibák a pozícionáló rendszerek tu-lajdonságaitól, beállítási jellemzőiktől is függnek. A korszerű CNC rendszerek gyakran lehe-tőséget adnak, hogy a pozícionálás minőségét a programozás során befolyásolni lehessen a munkadarabra vonatkozó minőségi előírások szerint. Erre szolgálnak az alábbi, a célpontraállás minőségét előíró utasítások:

G09 pontos pozícionálás sebességcsökkentéssel, egy mondatra érvényes, öntörlő

G60 pontos pozícionálás sebességcsökkentéssel, öröklődő

G62 pályavezérlés, szakaszváltás sebességcsökkentéssel, öröklődő

G64 pályavezérlés, szakaszváltás sebességcsökkentés nélkül, öröklődő

Ezen utasítások használatával a munkadarabok alak és méretpontosságát tudjuk befolyá-solni.

6. Gépi ciklusok programozása

Az NC/CNC gépek fejlesztésének már az első időszakában felismerték, hogy a technológi-ai feladatok gyakran adnak a programozó számára ismétlődő feladatokat, amelyek tipizálha-tók, s ezzel a programozás racionalizálható, egyszerűsíthető.

Ezen felismerés alapján alkották meg az ún. fúró szubrutinokat, amelyeket már a KNC ve-zérléseknél is alkalmaztak. A szabványosított utasításaik a következők:

G80 fúróciklus törlése

G81 fúrás

G82 fúrás

G83 mélyfúrás

G84 menetfúrás

G85 dörzsölés

G86 fúrórudas megmunkálás

G87 fúrórudas megmunkálás visszafelé



A G81 fúróciklusra mutat példát a 3-10. ábra


59

3-10. ábra

Fúróciklus alkalmazás

A ciklus megvalósított mozgáselemei 1-4-ig terjednek, az 5. az újabb furat fölé állás.

A programmondatok:

a. N10 G81 X40 Y.. Z-30 R3 Fanuc, NCT szintaktika

b. N10 L81 X40 Y.. R2=3 R3=-30 Siemens szintaktika

Megfigyelhető, hogy az a eset a „klasszikus”, a b esetben a ciklus jele L81, és a ciklus

célpontjai részben paraméteresen vannak megadva (R2, R3 a paraméter regiszterek) A fúró szubrutinok ma is használatosak CNC fúrógépeken és fúró-maró megmunkáló-központoknál.

A fix fúróciklusok választékát és egy alkalmazási példát a 3-11. ábra és 3-12. ábra mutat-ják:

A CNC gépek bizonyos változatainál lehetőség van a G80-G89 utasításokkal együtt azo-nos mondatban a ciklusváltozókat is megadni különféle címeken (pl. D, H, L, E stb.), más, elsősorban a korszerűbb gépeknél paraméteres megadásra van lehetőség. Ilyen módon kell például a Sinumerik 810M vezérlés esetében is használni a fix ciklusokat. A ciklusazonosítók az L81-L89 utasításokkal definiálandók, a ciklusváltozókat pedig az Rxx paraméterekként lehet megadni.


60

R3R2

z

xR11 szerszámtengely kódjax=1, y=2, z=3

G81(L81) fúrás, központfúrás

R3R2

z


G82(L82) fúrás, süllyesztés

R10R4

R3R2

z


G85(L85) furatbővítés

R10R1

z

xR11 szerszámtengely kódja

x=1, y=2, z=3

G83(L83) mélyfúrás

R0

R2

R3R4R10

R3R2

z



R10

R0

R4R3R2

z


G84(L84) menetfúrás

R6

R7

R9

a. b.

c. d.

e. f. 3-11. ábra

Fix fúróciklusok


61

R3R2

z



R7

R3R2

z



R4

R3R2

z



R7

R4

Y

x10 20 30 40 50

10

20

30

40

50

70

P1

P2P3

P4

P5 P6

M

M

a. b.

c. d. 3-12. ábra

Fix fúróciklusok

A 3-12 d ábra a fix ciklusok alkalmazására az alábbi példát szemlélteti a Sinumerik 810M vezérlés utasításrendszerének megfelelően:

N5 G90 G81 G01 X70 Y35 F500 (P1) N10 G10 X50 U20 A60 (P2) N15 A120 (P3) N20 A180 (P4) N25 A240 (P5) N30 A300 (P6) N35 A0 (P1) A példa esetében az L81-et a G81 utasítással vélasztják ki, az R2, R3 és R11 paraméterek

értékét az N5 mondat előtt meg kell adni. A példa érdekessége, hogy a P1, P2 stb. pontok fölé állás polár koordinátarendszerben történik (N10-es mondat)


62

Természetesen a könyvtári ciklusoknak is géptípusonként jelentős választéka van. A teljes-ség igénye nélkül néhány további: zsebmarás, körmarás, horonymarás, pontmintázat fúrás, horonymintázat marás stb.

Az alábbiakban a Sinumerik 810M vezérléssel ellátott CNC marógépen alkalmazható pél-dákat mutatunk be.

A 3-13. ábra a pontmintázat fúrás lehetőségét mutatja: A szubrutin azonosítója: L900 A szubrutin paraméterei: R11 A szerszámorsó tengelyének kijelölése (X=1, Y=2, Z=3) R22, R23 Az osztókör középpont (MP) abszolút koordinátái R24 Az osztókör sugara R25 Az első furat szöghelyzete R26 Osztási szög R27 Furatok száma R28 A kívánt fúróciklus jele (81-89)

3-13. ábra

Pontmintázat programozás

3-14. ábra

Horonymintázat alkalmazás


63

A 3-13. ábra a horonymintázat marási lehetőségét mutatja: A szubrutin azonosítója: L901 A szubrutin paraméterei: R1 Mélyítési lépés (növekmény, előjel nélkül) R2 Vonatkoztatási sík koordinátája (abszolut) R3 Horonyfenék síkja (abszolút méret)

R11 A szerszámorsó tengelyének kijelölése (X=1, Y=2, Z=3) R12 Horonyszélesség (A szerszámátmérő kisebb, mint a 0.9*horonyszélesség) R13 Horony hossza

R22, R23 Az osztókör középpont (MP) abszolút koordinátái R24 Az osztókör sugara a horony széléig R25 Az első horony szöghelyzete R26 Osztási szög R27 Hornyok száma

3-15. ábra Négyszögzseb marás

A 3-15. ábra a négyszögzseb marási lehetőségét mutatja: A szubrutin azonosítója: L903 A szubrutin paraméterei: R1 Mélyítési lépés (növekmény, előjel nélkül) R2 Vonatkoztatási sík koordinátája (abszolut) R3 Zsebfenék síkja (abszolút méret)

R4 Mélyítési előtolás R6 Marási irány (02/03) R11 A szerszámorsó tengelyének kijelölése (X=1, Y=2, Z=3) R12 Zseb X irányú mérete R13 Zseb Y irányú mérete

R15 Előtolás R22, R23 A zseb középpontjának (MP) abszolút koordinátái


64

3-16. ábra

Körzseb marás

A 3-16. ábra a körszögzseb marási lehetőségét mutatja: A szubrutin azonosítója: L930 A szubrutin paraméterei: R1 Mélyítési lépés (növekmény, előjel nélkül) R2 Vonatkoztatási sík koordinátája (abszolut) R3 Zsebfenék síkja (abszolút méret)

R4 Mélyítési előtolás R6 Marási irány (02/03) R11 A szerszámorsó tengelyének kijelölése (X=1, Y=2, Z=3)

R15 Előtolás R22, R23 A zseb középpontjának (MP) abszolút koordinátái R24 A zseb sugármérete A zsebmarási ciklusok (L903, L930) közös jellemzője, hogy megközelítéskor az R2

paraméterhez viszonyítva 1 mm biztonsági távolságot hagy a gép. Természetesen a fenti négy példa a Sinumerik 810M vezérlésre vonatkozik, más ve-

zérléseknél további egyéb lehetőségek is előfordulnak.

A Sinumerik 810T CNC eszterga könyvtári alprogramjai a következők: Esztergáló alprogram (L95) Mélyfúró alprogram (L98) Menetesztergáló alprogram (L97) Beszúrás esztergáló alprogram(L93)

A továbbiakban ezek ismertetésére térünk rá.


65

AZ L95 esztergáló alprogram

X

WR24

R26

11

B

A

C

R25

Z

R20

R21

R22

R27=40;41;42

R29=xxForgács-

leválasztásmódja

3-17. ábra

Esztergáló alprogram általános vázlata

L95 esztergáló szubrutin paraméterei:

R20=a kontúrleíró alprogram azonosítója

R21=a kontúr X kezdőpontja

R22=a kontúr Z kezdőpontja

R24=simítási ráhagyás X

R25=simítási ráhagyás Z

R26=fogásvétel értéke X vagy Z irányban

R27=a pályakorrekciózás módja

R29=a megmunkálási mód kódja

A 3-17. ábra az esztergáló alprogram felépítési vázlatát és a paraméterek kiosztását mutat-ja. Az R20-as paraméter a kontúrleíró szubrutin azonosító száma. Fontos , hogy a kontúrle-írásban a kontúr kezdőpont adatainak meg kell egyezniük az R21 és az R22 regiszterek érté-keivel. Másik fontos szabály, hogy a kontúrleírás utolsó megmunkálási mondatának célpontjai a kontúr végpontjának koordinátái, kontúrelhagyást nem szabad programozni.

Az R24, R25-ös regiszterek tartalmazzák a simítási ráhagyásokat, az R26 a fogásvétel ér-tékét. Az R27 regiszter értéke 40, 41 vagy 42 lehet, a pályakorrekciózás típusától függően.

Kiemelt jelentőségű az R29–es regiszter tartalmának helyes megválasztása, mert ez hatá-rozza meg , hogy a lehetséges forgácsleválasztási módok közül melyik kerüljön végrehajtásra. Az összes lehetőséget a 3-2. táblázatban foglaltuk össze, a 3-18. ábra és a 3-19. ábra pedig a változatokat mutatják.


66

A 3-18. ábra a legegyszerűbb nagyolási lehetőségeket mutatja, a megmunkálások vég-eredménye a kontúrral párhuzamos lépcsős felület. (R29= 11, 12, 13, 14)

B B

Belső felület nagyolása,eredménye: lépcsős felület

Fogásvétel iránya: +X

X

Z

R29=13 R29=13

Belső felület nagyolása,eredménye: lépcsős felület

Fogásvétel iránya: - / +Z

X

Z

R29=14 R29=14

B B

X

Z

B B

R29=11 R29=11

Külső felület nagyolása,eredménye: lépcsős felület

Fogásvétel iránya: -XB B

R29=12 R29=12

X

Z

Külső felület nagyolása,eredménye: lépcsős felület

Fogásvétel iránya: - / +Z

3-18. ábra

Az L95 alprogram egyszerű nagyolási változatai

A 3-19. ábra a komplexebb változatokat mutatja. Az R29=2x változatok egy fogásban, a simítási ráhagyásig, az R29=3x változatok többfogásos lépcsős nagyolást, majd a simítási ráhagyásig történő megmunkálást végzik. Az R29=4x változatok azzal haladják meg az R29=3x változatokat, hogy a nagyolás után egy simítási műveletet is tartalmaznak, ezzel a munkadarab készkontúrja lesz a végeredmény.

Nagyolás kontúr-párhuzamosansimítási ráhagyásig egy fogásban

X

Z

Nagyoltkontúr

R29=21;23

Simítottkontúr

Nagyoltkontúr

R29=41;42;43;44

Komplett megmunkálás

X

Z

Nagyolás koordináta- majdkontúrpárhuzamosan simítási

ráhagyásig több fogásban

X Nagyoltkontúr

R29=31;32;33;34Z

3-19. ábra

Az L95 alprogram összetettebb változatai


67

Nagyoláskoordináta-párhu

zamosan többfogásban

A forgácsleválasztás módjaA megmunkált felület

Külső BelsőEredmény

Hossz-irányú

Hossz-irányú

Hossz-irányú

Kereszt-irányú

Kereszt-irányú

Kereszt-irányú

Nagyolás kontúrpárhuzamosanegy fogásban simítási ráh.-ig

Nagyoláskoordináta- és

kontúrpárh. többfogásban simítási

ráhagyásig

Komplettmegmunkálás

(Nagyolás koordináta- éskontúrpárh. több

fogásban, majd simítás)

Lépcsősnagyoltfelület

Kontúrpárhuzamosfelület simítási ráh.-sal

Kontúrpárhuzamosfelület simításiráhagyássalsal

Késznagyolt, simított

kontúr

R29=11

R29=12

R29=21

R29=31

R29=13

R29=14

R29=23

R29=33

R29=32 R29=34

R29=41 R29=43

R29=42 R29=44

3-2. Táblázat

A mélyfúró alprogram (L98)

R22

R26 R25

W

11 1

Gyorsmenet

Előtolás

R27R28 R28R28R28

L1L2

L3

a degresszióR24 = L1-L2

X

Z

3-20. ábra

Mélyfúró ciklus

A ciklus paraméterei R22 furat kezdőpont (Z) R24 fúrási mélység csökkentés R25 első fúrási mélység R26 furat végpont(Z) R27, R28 várakozási idők


68

Alkalmazási példa

N5G00X0Z100S600F0.2M4

N10R22=80R24=5R25=30

R26=10R27=2R28=1

N15G98P1

N20G00X Z stb.

Menetesztergáló alprogram (L97)

W

X

Z

R20

R21

R31

R32R22

R26R27

Gyorsmenet

Menetvágás

R24

R29

3-21. ábra

Menetesztergáló alprogram vázlata

A

3-21. ábra menetesztergáló alprogramjával hengeres, kúpos és síkmenetek egyaránt meg-munkálhatók. A fogásfelosztást képes a menetprofil oldaliránya irányában elvégezni, ha az R29 regiszter tartalmát ennek megfelelően adjuk meg. Az R21, R22, R31és R32 értékek a hasznos menetrész határpontjait adják, a rá-és túlfutásokat az R26 és R27 regiszterek tartal-mazzák. Az R20 a menetemelkedés értéke, az R24 a menetmélységé, amely külső menetek esetén mindig kisebb, mint nulla. Az alprogram alkalmazásánál mindig állandó fordulatszá-mot kell programozni, s a főorsónak is forognia kell.


69

Beszúrás esztergáló szubrutin (L93) A beszúró alprogrammal különféle szimmetrikus és aszimetrikus horonymegmunkálások

programozhatóak. Az R23 regiszter értékének megválasztásával a megmunkálás kezdőpontját lehet kijelölni, az R10-es regiszterekkel pedig a horony típusát tudjuk definiálni (hosszanti vagy keresztirányú.), lásd

3-22. ábra. A két regiszterrel így összesen nyolc változat választható ki, de ezeken belül a horonyprofilok számtalan különféle lehetőséget kínálnak.

X

Z

Hosszanti horony, R10=0

R23=-1

R23=-1

R23=1

R23=1

X

Z

Keresztirányú horony, R10=1

R23=1

R23=-1

R23=1

R23=-1

3-22. ábra

Horonydefiníciók

A 3-23. ábra különféle elhelyezkedésű hornyok paraméter értelmezéseit ábrázolja. Látható, hogy a regiszterek segítségével tulajdonképpen a horonygeometria paraméteres programozá-sára nyílik lehetőség.

R30

R33

R34

R32

R35

R29

R21

R22

R28

R31

X

Z

R23=-1

R23=1R24

R25

R27

R26

R30

R33R34

R32

R35

R29

R21

R22

R28

R31X

Z

R23=-1

R23=1R24

R25

R27

R26

R27

R30

R24

R33

R34

R25R32

R35R29

R26

R21

R22

R28

R31

X

Z

R23=1R23=-1

R27R30

R24

R33

R34

R25

R32

R21

R22

R28

R31

X

Z

R23=1R23=-1

R26

R29

R35

3-23. ábra

A horonymegmunkálás paraméterei


70

A beszúró alprogramban alkalmazott paraméter regiszterek az alábbiak:

R10 típus paraméter 0,1

R21 horony belépő méret

R22 horonyfenék helye

R23 kezdőpont kijelölés 1,-1

R24, R25 simítási ráhagyás

R26 beszúrás lépés

R27 fenék szélesség

R28 várakozási idő sec

R29, R35 oldalszögek

R30, R33 fenék lekerekítés, letörés +,-

R31 horonyfenék méret

R32, R34 belépés lekerekítés, élletörés +,-

Mintapélda az L93 alprogram alkalmazására

N55 T08 D08 (szerszám definíció)

N60 R10=..R21=..(stb. paraméterlista feltöltés)

N65 L93 P1 (beszúró alprogram hívás)

A szerszámadatok megadása valamint a paraméterlista feltöltése az L93 hívás előtt kötele-ző. A szerszám kezdő sarokpontjának a szerszámadattár címe Dn , a második szerszámcsúcsé Dn+1

7. Mértékegység- és funkcióváltás programozása

A CNC vezérlés lehetővé teszi a geometriai adatoknak inch (G70) és metrikus (G71) rendszerben való programozását is. Természetesen Európában a metrikus rendszer az alkal-mazott, a CNC gépek is ennek megfelelően vannak beállítva.

Az előtolás programozható sebességként mm/min dimenzióval (G94), vagy főorsó fordu-latra vonatkoztatva mm/ford dimenzióval (G95). Esztergáknál a G95-nek, marógépeknél a G94-nek van általában bekapcsolási prioritása.

A főorsó fordulatszáma programozható állandó értékűnek, közvetlenül (G97), vagy köz-vetetten, az állandó vágósebesség megadásával, abból számíttatva (G96)

8. Egyéb előkészítő utasítások programozása (lásd mellékletben)

Ezeket az utasítástípusokat itt nem tárgyaljuk részletesen. Néhány gyakrabban előforduló, jellegzetes lehetőség a csoportból a következő:


71

Munkatér korlátozás: A munkatér korlátozást elsősorban fúró- maró gépeken alkalmaz-zák, de szükség lehet rá esztergák esetén is. Ez utóbbi alkalmazás különösen a tengely és tár-csa szerű alkatrészek megmunkálására egyaránt használható esztergagépeknél fontos, mert ebben az esetben könnyen ütközés állhat elő. Az utasítások a

G25 a korlátok minimumai G26 a korlátok maximumai.

Programozási szabály, hogy a G25 és G26 utasításokat tartalmazó mondatokban egyéb uta-sítások nem adhatók meg. A szánok vezérelt pontjának (F) mindig a kijelölt tartományon belül kell lennie, s ezért a határok kijelölésénél figyelembe kell venni a szerszámok valós szerszámhossz korrekcióit is (az FP távolságot, lásd geometriai rendszer ismertetése). Figye-lembe veendő, hogy a G25, G26-os mondatokban megadott adatokkal a gépi adat regiszterek íródnak felül (MACHINEN DATA), s ennek későbbi következmányeivel is számolni kell. A munkatér korlátozás mind a programban, mind a kezelés során előálló ütközésék elkerülését szolgálja. A 3-24. ábra munkatér korlátozás alkalmazására mutat példát:

X szán

Z szánP

F=N

X'

Z'

ZM ZW

XM XW

M WXmin

Xmax

Zmin Zmax

N5 G25 X(Xmin) Z(Zmin)

N10 G26 X(Xmax) Z(Zmax)

3-24. ábra

A munkatér korlátozás programozása

Főorsó fordulatszám korlátozás: A főorsó fordulatszám korlátozás programozására ak-kor van szükség, ha a főorsó kívánt forgási sebességét a programozott vágósebesség alapján a vezérléssel számíttatjuk ki, s esetenként a számított érték mechanikailag meg nem engedhető lenne. Természetesen ez a funkció esztergák esetén szükséges például középpontig való hom-lokesztergálás esetén. Az alkalmazási mintapélda az alábbi:

N5 G01 G96 S120 a programozott vágósebesség v= 120 m/min N10 G92 S2500 a fordulatszám határ 2500 ford/min N15 G1 X0 pozicionálás X=0 értékre, de a főorsó fordulatszám nem lehet több, mint 2500 ford/min.

A G92-t tartalmazó mondatban csak az S utasítás szerepelhet. A fordulatszám korlát is a munkatér korlátokhoz hasonlóan a gépi adatokat felülírja.

3.1.1.2. Geometriai utasítások fajtái és programozásuk A geometriai utasításoknak négy fő csoportja van. Ezek a következők:

1. Célpont koordináták, X,Y,Z, U,V,W,

2. Szögértékek A


72

3. Lekerekítés és élletörés mértéke, B+, B-

4. Interpolációs adatok I, J,K

Az adatok megadhatóak metrikus és zoll rendszerben egyaránt a kiválasztástól függően. A szögértékeket fokban illetve ezred fokban lehet megadni. A szöget a +Z tengelytől az órajá-rással ellentett forgásirányban kell mérni.

Metrikus rendszerben a geometriai adatok formátuma 4.3, vagyis a tizedesponttal 4 egész és 3 tizedes helyiértéket választunk el. A programozó kényelmét szolgálja, hogy a tizedespont elhagyása esetén a jobboldali első számjegy egyes helyiértékű. A legkisebb útegységek 1 mik-ron illetve 1 ezred fok.

Az X, Y, Z, valamint az U, V, W címeken mindig koordináta adatok adhatók meg, A cí-men pedig szögek. A B cím adata lehet körív sugara, vagy élletörés letörési élhossza attól függően, hogy előjele pozitív, vagy negatív.

Az I, J, K interpolációs segédadatok kör programozásánál a kör kezdőpontjából a kör kö-zéppontjába mutató vektor koordinátatengelyek irányába mutató komponensei. Meneteszter-gálásnál a menetemelkedés értékét kell az I, J, K címeken programozni. A formátum ezekben az esetekben is 4.3.

A geometriai utasítások esetében is elhagyhatóak az elöl és a hátul álló értéktelen nullák, de arra vigyázni kell, hogy a helyiértékek megfelelőek maradjanak.

3.1.1.3. Technológiai utasítások fajtái és programozásuk A technológiai utasítások fajtái az alábbiak:

1. Főorsó forgási sebessége, S4

2. Előtolás értéke F2.3 mm/ford, és F4 mm/min

3. Szerszám azonosító T2, T01-T12-ig

4. Szerszám adatokat tároló regiszter címe D2, D00-D99

A főorsó fordulatszámának megadása a kívánt fordulatszám egész típusú számértékével programozandó, kivéve, ha állandó vágósebességet akarunk előírni. Ekkor az S címbetű után a kívánt forgácsolási sebesség írandó egész típusú számként.

Az előtolás értékét is annak konkrét számértékével lehet megadni akár főorsó fordulatra vonatkozóan, vagy sebességként.

A szerszám azonosítása helykódos rendszerű, vagyis a T cím után a kijelölt szerszám re-volverfejbeli helyének kódját kell megadni. Más vezérlések esetén természetesen más szintak-tikájú T utasítások is előfordulhatnak.

A szerszám adattár címének programozása a D2 utasítással történik. Bármelyik T-hez bármelyik D utasítás hozzákapcsolható. A D00 utasítás a szerszámadatok törlését jelenti, va-gyis azt, mintha a gép vezérelt pontja és a szerszám programozott pontja egybeesne (F=P!).

A Dxx adattárak tartalma a következő:

• Szerszám azonosítója

• Szerszám típuskódja (1-9)

• X irányú hosszkorrekció

• Z irányú hosszkorrekció


73

• Forgácsoló lapka csúcssugara

P P P

PP P

P P P

1 2

34

5

6

7

8

9Z

X

3-25. ábra

Szerszámtipus meghatározás

A szerszámok típusának meghatározását segíti esztergaszerszámok esetén a 3-25. ábra. Az X-Z síkon a szerszámok a P proramozott pont és a csúcssugár középpont relatív helyzete szerint 1-9-ig különböző pozícióban állhatnak, attól függően, hogy milten feladatra szolgál-nak. A jellegzetes szerszámtípusok az alábbiak:

2 tipus furatesztergáló szerszám 3 tipus külsö felület esztergáló szerszám 6 tipus furatban menetesztergáló szerszám 8 tipus külső felületen menetesztergáló szerszám

3.1.1.4. Kapcsolási utasítások és programozásuk A kapcsolási utasítások a szerszámgép pozícionáló rendszerein kívüli mechanizmusainak

működtetésére szolgálnak. Ilyenek pl.: 1. Főorsó forgás bekapcsolása, főorsó leállítása, M03, M04, M05 2. Szerszámváltás M06

N5 T8 D8 M06 valós szerszámváltás N15 D9 szerszámkorrekció váltás

Hűtés be-és kikapcsolás, M08, M0.


74

3.1.1.5. Programtechnikai utasítások és karakterek A program futásának befolyásolására, módosítására szükséges elemek. Típusai és felhasz-

nálásuk az alábbiak:

1. Program vége, M02, M30 a programok lezárására szolgál, az utolsó mondatban megadása kötelező.

2. Szubrutin vége, M17 az alprogramok záró utasítása.

3. Program stop M00 a programfutás felfüggesztése, a start megnyomására a futás folytatódik.

4. Feltételes program stop M01, lásd M00, de az érvényességének feltétele a kezelő-pulton beállítandó.

5. Ciklusismétlési szám P01-P99, a ciklusok hívásánál megadása kötelező.

6. Mondatszám Nxxx a mondatok megjelölésére szolgál, megadása csak hivatkozási címkeként kötelező.

7. Feltételes mondatkihagyás /, olyan mondatok megjelölésére, amelyek a kezelő dön-tésétől függően kihagyhatóak, vagy végrehajtandóak.

8. Program kezdet %, a programok kezdetének jelölésére szolgáló karakter, megadása kötelező.

9. Megjegyzés kezdete ( és vége ), kommentek megadására szolgál.

10. Előjelek, egyenlőség, műveleti jelek +,-,=,+,-

11. Mondatvége, blokk vége, return, a mondatok lezárására szolgál, kötelező progra-mozni.


75

3.1.1.6. Speciális egyszerűsített kontúrleírások a Sinumerik 810T vezérlésnél

X

A1

X1;Z1

X2;Z2

N5 G01 A X2 vagy Z2

P1

P2

Z

Egyenes megadásahajlásszögével

1. ábra

X

X1;Z1

X2;Z2

N5 G03 X2 vagy Z2 I K B

B

KXk;Zk

P2

P1

I

Z

2. ábraP1 és P2 azonos síknegyedben

legyen

Körív megadása sugarával

X

N5 G02 X3 Z3 I1K1 I2 K2

ZK1

I 1

X3;Z3P3

X1;Z1

I 2

K2

X2;Z2=?;?

Érintõ körök programozása

A körök ellentett irányításúak 4. ábra

G02

X

A1

X1;Z1

X3;Z3

N5 G01 A1 A2 X3 Z3

P1

P3

A2

Z

X2;Z2

P2=?;?

Metszõ egyenesek programozása

3. ábra

X

X1;Z1

X3;Z3

N5 G01 X2 Z2 B-N6 X3 Z3

P1

P3

Z

B-

B-P2

>0

>0

X2;Z2

?;?

?;?

Élletörés programozása

5. ábra

X

X1;Z1

X3;Z3

N5 G01 X2 Z2 B+N6 X3 Z3

P1

P3

Z

P2>0

>0

X2;Z2

B+

?;?

?;?

6. ábra

Lekerekítés programozása

3-26. ábra

A Sinumerik 810T vezérlés speciális kontúrleírási lehetőségei

X

X1;Z1

X3;Z3

N5 G01 A X2 vagy Z2 B-N6 X3 Z3

P1

P3

Z

B-

B-P2

>0

>0

X2;Z2

?;?

?;? A

9. ábra

Élletörés programozása

X

X1;Z1

X3;Z3

N5 G01 A X2 vagy Z2 B+N6 X3 Z3

P1

P3

Z

P2>0

>0

X2;Z2

B+

?;?

?;? A

Lekerekítés programozása

10. ábra

X

X1;Z1

X3;Z3

N5 G01 A1 A2 X3 Z3 B-

P1

P3

Z

B-

B-P2>0

>0

?;?

?;? A1

A2 P2=?;?

11. ábra

Élletörés programozásahajlásszögekkel X

X1;Z1

X3;Z3

N5 G01 A1 A2 X3 Z3 B+

P1

P3

Z

P2>0

B+

?;?

?;?

A2 P2=?;?

A1

>0

Lekerekítés programozásahajlásszögekkel

12. ábra

X

N5 G03 A B X3 Z3

Z

X3;Z3

P3

X1;Z1

B

P2=??

P1

A

7, ábraKörívszög kisebb mint 180 0

Egyenest érintõ kör programozásaX

N5 G03 B A X3 Z3

Z

X3;Z3

P3

X1;Z1

A P2=?;?

B

Körívszög kisebb mint 180 0 8. ábra

Kört érintõ egyenes programozása

3-27. ábra

A Sinumerik 810T vezérlés speciális kontúrleírási lehetőségei

A3-26. ábra és a 3-27. ábra a kontúrleírások speciális eseteit, lehetőségeit mutatják be ösz-szesen 12 esetre. A lehetőségekben az a közös, hogy egy-egy geometriai elem az alapleírá-sokhoz képest más jellemzővel is definiálható (hajlásszöggel, rádiusszal), valamint lekerekíté-sek élletörések illeszthetők be, egymást követő elemek láncolhatók. Az 1-12 ábrákon fel van-nak tüntetve a szintaktikai specialitások, ezek betartás kötelező (szórend, megadandó adatok, stb.)


76

3.1.2. Egyszerű programozási mintapélda A következőkben egy egyszerű példát mutatunk be az EPA 320 Sinumerik 810T CNC esz-

tergán történő megmunkálás programozására

3-28. ábra A programozandó munkadarab felfogási terve

A munkadarab rajzáról látható, hogy a munkadarab megmunkálandó felülete egy egyszerű kontúr, a nyersdarab 96 mm átmérőjű, 30 mm-es átmenő furattal, a bal oldalán a felfogásra alkalmas hengeres átmérővel és az ütköztetéshez használható vállal. A megmunkálandó felü-letek a homlokfelület és a külső kontúr.

A felfogási terv elkésztése 3-28. ábra

• a gépen alkalmazható befogási mód megválasztása,

• a programozói koordináta-rendszer kijelölése,

• a CNC programozáshoz illeszkedő méretláncok megtervezése

A munkadarabot a 88 mm átmérőjű hengeres felületen egy hárompofás esztergatokmányba fogjuk fel, a hosszirányú ütköztetésre a pofák homlokfelületét használjuk.

A programozói koordinátarendszer helyének kijelölése is rendkívül egyszerű, az X tengelyt célszerűen az ütközési síkban kell elhelyezni, ezzel elérhető, hogy a szerkesztési és a techno-lógiai bázisok egybeessenek.


77

A méretláncok átszámítására nincs szükség, az ábrán megadott a programírás céljainak megfelel.

A műveletterv elkészítése:

1. A homlokfelület nagyolása

3-29. ábra A homlokfelület nagyoló megmunkálása

A megmunkálás technológiai adatai:

fogásmélység 1,5 mm, simítási ráhagyás 0,5 mm,

előtolás 0,25 mm/ford. →F0.25

vágósebesség 80 m/min,→G96 S80

szerszám: →T02 D2

2. Külső kontúr nagyolása

fogásmélység 3 mm, simítási ráhagyás 1 mm X és Z irányban,

előtolás 0,25 mm/ford. →F0.25

vágósebesség 80 m/min, → G96 S80

szerszám →T02 D2

alkalmazott alprogram száma: →L95


78

3-30. ábra Külső kontúr nagyolása

Homlokfelület majd külső kontúr simítása

3-31. ábra Simítási műveletek


79

fogásmélység a simítási ráhagyások szerint,

előtolás 0,1 mm/ford.→F0.1

vágósebesség 100 m/min, →G96 S100

szerszám →T08 D8

kontúrleíró alprogram száma: SPF110 →L110

A szerszámozási terv elkészítése

A szerszámozási terv készítése során a gép szerszámozási lehetőségei és a feladat alapján az alkalmazandó szerszámok és szerszámtartók kiválasztása, a szerszámok pontos definiálása, megnevezése (Txx Dxx), a programozott pontok (P) kijelölése, a szerszámtípus és a korrekci-ók meghatározása a feladat.

3-32. ábra A nagyoló és simító szerszámok vázlata

A mozgásciklusok tervezése

A szerszámpályák kvalitatív és kvantitatív meghatározását jelentik. Példákban a mozgáspá-lyákat a műveletekhez tartozó ábrákon mutattuk be.

A kontúrleíró alprogram tervezése

Ezen alprogramot a külső felület nagyolásánál, az L95 alprogramban , majd a külső felület simító megmunkálásához használjuk. A kontúrleírás elkészítéséhez ad segítséget a 3-33. ábra

.Megjegyezzük, hogy természetesen az X geometriai adatok most is a munkadarab aktuális átmérőit jelentik.


80

3-33. ábra A kontúrleírás vázlata

A kontúrleíró alprogram

%SPF110 (alprogram azonosító)

N5 G00 G42 X56 Z58 (kezdőpontra állás)

N10 G01 X72 A135 (45°-os élletörés)

N15 X72 Z30 B22 (az átmérő 72 felület és R22 lekerekítés)

N20 X100 A150 (30°-os kúpfelület)

N25 M17 (alprogram vége)

A főprogram elkészítéséhez a műveletek tervezésénél bemutatott ábrák adatait használtuk.

A főprogram listája az alábbi:

%MPF100

(Főprogram azonosító)

N5 G00 G90 G40 G53 D00 X200 Z300

(Szerszámváltási pozícióba mozgás)

N10 T02 D02 M06

(Nagyoló szerszám beváltása)

N15 G00 G54 G90 G40 G97 X99 Z58.5 S1000 M04 M08

(Főmondat)

N20 G01 G96 X27 F0.25 S80

(Homlokfelület nagyolása)


81

N25 G00X100 Z65

(Szerszám kiemelés)

N30 R20=110 R21=56 R22=58 R24=1 R25=1 R26=3 R27=42 R29=31

(Regiszter értékadás)

N35 L95 P1

(Esztergáló alprogram hívás, külső felület nagyolás)

N40 G00 G40 G97 X100 Z100 S1000


N45 G53 D00 X200 Z300

(Szerszámváltási pozícióba mozgás)

N50 T08 D08 M06

(Simító szerszám beváltása)

N55 G00 G54 G90 G40 G97 X62 Z58 S1000 M04 M08

(Főmondat)

N60 G01 G96 X27 S100 F0.1

(Homlokfelület simítása)

N65 G00 X62 Z61


N70 L110 P1

(Kontúrleíró alprogram hívás, külső felület simítás)N75 G00 G40 X110 Z58


N80 G53 D00 X200 Z200 M05 M09

(Hátrafutás munkadarab cserehelyzetbe)

N85 M02

(Program vége)

Természetesen a fenti feladatnak nem csak ez az általunk bemutatott helyes megoldása van, több helyen van lehetőség más megoldást alkalmazni, s ez a programozó technológus „ízlésétől” függ.


82

3.1.3. A Sinumerik 810 T vezérlés utasításai


83


84

4. SZÁMÍTÓGÉPPEL SEGÍTETT CNC PROGRAMOZÁS ALAPELEMEI

4.1. A számítógéppel támogatott programozás jellegzetességei

A számítógéppel segített NC programozás azt jelenti, hogy a megtervezett, vagy mérési adatok segítségével reprezentált geometriai modell alapján számítógép segítségével hozunk létre NC programokat, generálunk szerszámpályákat, vizualizáljuk az anyagleválasztást, szi-muláljuk a megmunkálást és végezzük a posztprocesszálást.

A továbbiakban CAM szoftverek használatának jellegzetes tevékenységeit tekintjük át a Unigraphics NX szoftver segítségével. A témakör minél komplexebb áttekintése érdekében a bonyolult térbeli felületek megmunkálási technológiái, elsősorban a marási műveletek terve-zésével ismerkedünk meg, vagyis a 3-5D-s megmunkálási feladatok köréből választjuk példá-inkat.

4.2. Integrált mérnöki tervezőrendszerek

A konstrukciós tervezést támogató szoftverek az elmúlt évtizedekben igen magas színvo-nalat értek el. Kialakultak a műszaki objektumok geometriai reprezentálásának szokásos megoldásai. Eközben a számítástechnikai eszközök teljesítménye folyamatosan nnövekedett, s így nagy teljesítményű, széleskörűen használható programrendszerek jöttek létre (CATIA, Pro-ENGINEER, UNIGRAPHICS, stb).

A CAD rendszerek és az azokat kiegészítő NC programozó rendszerek megnyitották az in-tegrált anyag-és adatfeldolgozó rendszerek (CIM) kifejlesztéséhez vezető utat.

A CAD rendszerek egyre szélesebb körű alkalmazása megkívánta az adatátvitel lehetősé-gének megteremtését az egyes rendszerek között, valamint a CIM rendszer különböző részei között.

A mérnöki munka számítógépes támogatása vezetett el a parametrikus tervezés kialakulá-sához. Ez alatt azt értjük, hogy a geometriai struktúrákat változókkal jellemzzük, melyek közt kapcsolatokat és kötöttségeket szabunk meg. A paraméterek megváltoztatása esetén a tervező-rendszer új geometriai struktúrákat hoz létre.

A konstrukciós tervezés korszerű módszereihez szorosan kapcsolódnak azok a technológi-ák, amelyek segítségével az alkatrész modellje viszonylag rövid idő alatt létrehozható. Ilyen eljárás a gyors prototípus készítés (rapid prototyping). E technológia előnye a gyorsaságán kívül az, hogy segítségével olyan alkatrészek is szemléltethetők, amelyek a hagyományos gyártás keretin belül nehezen, vagy lassan állíthatók elő.

4.3. Felületek tipikus származtatási módszerei különös tekintettel a szabad térbeli felületekre

Mivel a CAM módszerek használatának előnyei valójában a 3-5D-s megmunkálásoknál mutatkoznak meg a legkézenfekvőbben, alkalmazásukat marási technológiák megtervezése kapcsán mutatjuk be. Mivel a technológiát a megvalósítandó geometriára építjük, a további-akban röviden áttekintünk néhány, a műszaki gyakorlatban nagyobb jelentőséggel bíró lehető-séget a bonyolult térbeli felületek származtatására.


85

A térbeli felületeket a felhasználó által ismert geometriai jellemzőkből (pontok, görbék, érintők, stb.) határozzuk meg. A felületek lehetnek interpolált és approximált felületek. Felü-letekkel, vagy felületfoltokkal bonyolultabb alakzatok is modellezhetők.

A modellezés alapvetően kétféle módon történik. Az egyik eset a B-spline felületek létre-hozása, ekkor egy, a kontrollpontokat összekötő, szintén B-spline-okból álló kontrollháló se-gítségével hozzuk létre a felületet, de a felületek nem mennek át mindegyik kontrollponton. Ezt a típust approximációs felületnek nevezzük.

A másik lehetőség az, hogy generáló szegmensekkel határozzuk meg a felületet, azaz a modellezendő felületen felvett görbehálóból képezünk felületfoltokat. Ily módon a görbék metszéspontjai által kijelölt felületfoltokból úgynevezett Coons felületeket hozunk létre. Az ilyen típusú felületek interpolációs felületek.

4.3.1. Hálófelületek készítése A következő példa kapcsán tekintsük át azokat a lépéseket, amelyek segítségével geomet-

riai objektumok felhasználásával hálófelületet hozhatunk létre. Az UGS/NX3.0/ugcast/parts/free_form/fff_1 file-t megnyitva két vezérgörbét látunk, amelyre felületet szeretnénk fektetni.

4-1. ábra

Hálófelület vezérgörbéi

A Modeling Preferences ablakban állíthatjuk be a modellezési preferenciákat. A rendszer tipikus beállításokat kínál fel, amelyeket az esetek többségében elfogadhatunk első közelítés-ben.


86

1. ábra 4-2. ábra

Modellezési preferenciák

Próbaként hozzunk létre egy egyenes alkotójú (Ruled) felületet. A létrehozás lépései: Insert→Mesh Surface→Ruled. Ezután kijelöljük a vezérgörbéket és az irányvektorokat→OK.

4-3. ábra

Egyenes alkotójú felület létrehozása

Beállítjuk a létrehozandó háló rácsozási paramétereit, majd létrehozzuk a hálófelületet.


87

4-4. ábra

Hálózás jellemzői

Az eredmény:

4-5. ábra

Hálófelület

4.4. Jellegzetes felületek származtatási módszerei

4.4.1. Felületek létrehozása pontokból A műszaki gyakorlatban igen gyakori az az eset, hogy a megmunkálandó bonyolult térbeli

felületet valamilyen mért, vagy letapogatott ponthalmazzal jellemezzük. A feladat ebben az esetben az, hogy erre a ponthalmazra illesszünk felületet, melynek megmunkálására azután


88

NC programot készítünk. Az alapul szolgáló ponthalmaz térbeli elhelyezkedése természetesen különböző lehet.

4.4.1.1. Hálófelület készítése pontsorokra (Through Points) A következő fejezetben azt az esetet tekintjük át, amikor a felület létrehozásához szükséges

pontok szabályosan, azaz térbeli vonalak mentén helyezkednek el.

A modellezést az UGS/NX3.0/ugcast/parts/free_form//thrupoints_1.prt file segítségével végezzük, mely pontsorokat tartalmaz. A hálófelület származtatásához szükséges pontsorok a 4-5. ábrán láthatók.

4-6. ábra

Származtató pontsorok

A létrehozás lépései a következők. Első lépésként a felső menüsorban található ikonnal

aktivizáljuk a Shape Studio ikonsort. Insert→Surface→Throgh Points

A Through Points ablak beállításai a hálóképzés paramétereit tartalmazzák.

4-7. ábra

Hálóképzés jellemzői


89

Ilyen, egy görbén elhelyezkedő pontok esetében célszerű a pontok specifikálásához Chain from All opció választása, vagyis a felület létrehozásához minden, az adott vonal mentén elhe-lyezkedő pontot felhasználunk, majd kijelöljük az első négy pontsor kezdő-és végpontját. Ez-után a program felteszi a kérdést, hogy minden pontot specifikáltunk, vagy továbbiakat is sze-retnénk (Specify Another Row). Ekkor újabb pontsor kezdő-és végpontját specifikálhatjuk. Ezt a műveletet ismételnünk kell az utolsó pontsor kijelöléséig (All Points Specified). Nyugtázás után létrejön a megfelelő hálófelület.

4-8. ábra

Hálófelület

Ugyanez a shade opcióval árnyékolva (4-9. ábra).

4-9. ábra

Árnyékolt felület


90

Az Information menüpontban a létrehozott felületről nyerhetünk különböző információkat, melyek a felület kijelölése után külön ablakban kilistáztathatók. További információkat nyer-hetünk az Analysis menüpont segítségével.

4.4.1.2. Hálófelület készítése vezérpontokra (From Poles) Ebben az esetben a felületet meghatározó háló sarokpontjai segítségével definiáljuk a felü-

letet, a felület azonban nem halad át a pontokon, csak belesimul az azokból képzett sokszög-be, tehát approximációs felületet hozunk létre. Az így létrehozott felület simább, egyenlete-sebb lesz, mintha ugyanezen vezérpontok felhasználásával a Through Points származtatási módot használnánk.

A modellezést az előzőek szerinti elérési útvonalon az ugcast/parts/free_form/from_poles.prt file segítségével végezzük, mely meridiángörbéken elhelyezkedő pontokat tartalmaz. A kiinduló pontok a következők.

4-10. ábra

Meridiángörbék pontjai

A From Poles ikon segítségével, vagy az Insert→Surface→From Poles menüpontok segít-ségével felületet helyezünk a pontokra a következő módon.

Elsőként megadjuk a hálóképzés adatait a From Poles ablakban, majd OK után az Existing Point ikont választva rámutatunk az első meridiángörbe valamennyi pontjára. OK után Yes választással megerősítjük a kijelölést. Az első négy meridiángörbe pontjainak kijelölése után a program megkérdezi, hogy akarunk-e további pontokat specifikálni. A Speicify Another Row opciót választva kijelöljük valamennyi meridiángörbét. Végül az All Points Specified gombot választva és a kijelölést nyugtázva a háló elkészül.


91

4-11. ábra Hálófelület

4-12. ábra

Árnyékolt felület


92

4.4.1.3. Hálófelület készítése szabálytalan ponthalmazra (From PointCloud) Ezzel az eljárással olyan, pontfelhő szerűen elhelyezkedő ponthalmazra készítünk hálót,

mely négyszöggel határolható körül. A modellezéshez az előzőekben használt könyvtárból nyissuk meg a cloud.prt nevű file-t. A következő ponthalmazt látjuk.

4-13. ábra

Kiinduló pontfelhő

A felületképzés az előzőekhez hasonlóan a From Point Cloud ikon, vagy az Insert→Surface→From Point Cloud menüpontok segítségével kezdeményezhető. Első lépés-ben körül kell határolnunk azt a ponthalmazt, amelyre a hálót fektetjük a From Point Cloud ablakban megjelenő Select Points gomb segítségével. Ugyanitt állítjuk be a hálóképzés para-métereit és a lehatárolási feltételeket. Az Apply gomb lenyomására a felület létrejön (4-14. ábra).

4-14. ábra Pontfelület

4.4.2. Görbéken fektetett felületek

4.4.2.1. Egyenes alkotójú parametrizált felületek Vonalfelületnek nevezzük az olyan felületeket, amelyek bármely pontján át húzható olyan

egyenes, melynek pontjai a felülethez tartoznak. Ilyen felületet úgy származtathatunk, hogy


93

vezérgörbéken vezetünk végig származtató egyenest (Ruled). A felületek vezérgörbéi általá-nosságban térgörbék, s ezekre alkotókat fektetve hozzuk létre a származtatott felületet.

A modellezésnél a kiválasztott görbéket, vagy görbeláncokat a tervezőrendszer segítségé-vel minimális hosszúságú szakaszokkal kötjük össze.

A modellezés szemléltetéséhez az előzőekben használt könyvtárból nyissuk meg a ruled_parameter_align.prt nevű file-t.

A modellezés itt is a modellezési paraméterek beállításával kezdődik. (Preferences→Modeling). A General ablakban a hálózás U és V paraméterét állítsuk egyaránt 10-re. A Free Form ablakban megadhatjuk a közelítés rendűségét és azt, hogy a létrejövő felület egyszerű, vagy B síkokból épüljön fel. Válasszuk elsőként a Plane beállítást.

Ezután létrehozzuk a felületet (Insert→Mesh Surface→Ruled). A határgörbék kijelölése után a középső gomb lenyomásával a háló létrehozható.

4-15. ábra

Egyenes alkotójú hálófelület

4-16. ábra

Árnyékolt hálófelület

Hasonló hálófelület hozható létre B-spline-ok segítségével is.


94

4-17. ábra

Vonalfelület B-spline-okból

A másik példaként bemutatott esetben a felületmodellezésnél vezérgörbeként sokszögeket használunk, s a határolófelületeket az élek végpontjainak kijelölésével adjuk meg. Szemlélte-tésként töltsük be a ruled_by_points.prt file-t. Láthatjuk, hogy vezérgörbeként egy háromszö-get és egy négyszöget használunk.

4-18. ábra

Vonalfelület vezérgörbéi

A felületmodellezés a szokásos módon indul: Insert→Mesh Surface→Ruled. Ennek hatá-sára a program kéri az első, majd a második vezérgörbét. Ügyeljünk arra, hogy a körbejárás irányvektorai ugyanazon irányba mutassanak. OK után beállíthatjuk a hálózás paramétereit.


95

4-19. ábra

Körüljárási irány kijelölése

Ezután kijelöljük az összekötő élek végpontjait az első, majd a második vezérgörbén. Ügyeljünk a végpontok kijelölésének sorrendjére és arra, hogy az átellenes végpontok egy-azon egyenesre essenek.

4-20. ábra

Végpontok kijelölése

A kijelölések elvégzése után az eredmény a következő (4-21. ábra).


96

4-21. ábra

Vonalfelületek

4.4.2.2. Foltfelületek létrehozása több vezérgörbe segítségével Származtatásukat tekintve ezeket a felületeket interpolációs (Coons) felületeknek tekinthet-

jük. Ekkor a felületen elhelyezkedő vezérgörbék adottak, ezekre fektetjük a felületet. Ezt többféle módon is megtehetjük.

Ezzel a származtatással több vezérgörbére fektetünk egyetlen felületet. Nyissuk meg a thrucurves_parameter.prt file-t. A felületmodellezés kezdő lépései: Insert→Mesh Surface→Through Curves, majd egyenként kijelöljük a vezérgörbéket és a felület kezdő érin-tőinek vektorait. A Through Curves ablakban beállítjuk a felületképzés paramétereit. A Simple opciót választva a legegyszerűbb, legkisebb foltszámú felület jön létre

4-22. ábra

Vezérgörbék kijelölése

Az eredmény a következő lesz (4-23. ábra).


97

4-23. ábra Foltfelület

4.4.2.3. Felület létrehozása vezérpontok felhasználásával (By Points Aligment)

Ebben az esetben a felületet töréspontokkal rendelkező vezérgörbék segítségével definiál-juk. Nyissuk meg a thrucurves_by_points. prt file-t. Láthatjuk, hogy a felületet három vezér-görbe fogja meghatározni. A felület létrehozása előtt ki kell jelölnünk a vezérgörbéket, majd azok összetartozó pontjait.

4-24. ábra

Származtató vezérgörbék

4-25. ábra

Pontok egymáshoz rendelése


98

A létrehozott felület a következő lesz.

4-26. ábra

Származtatott felület alacsony fokszám esetén

Ha a „V” fokszámot megnöveljük, a felület nem lesz sarkos, hanem sima átmenetek kép-ződnek.

4-27. ábra

Származtatott felület megnövelt fokszám esetén


99

4.4.3. Érintőfelület létrehozása Ebben az esettben két felületet összekötő felületet fektetünk át a vezérgörbéken úgy, hogy

mindkét felülethez érintőlegesen csatlakozzanak. A modellezéshez a thrucurves_tangent.prt file-t használjuk. A kiindulási állapot a következő.

4-28. ábra

Nem egybefüggő felületek

Az érintőfelület modellezését a szokásos módon kezdjük: Insert→Mesh Surface→Through Curves. A program kéri a modellezéshez szükséges stringek egymás utáni kijelölését. Ennek eredménye és a modellezési paraméterek beállítása látható a következő ábrán.

4-29. ábra

Modellezési paraméterek

OK után kényszert választunk az első, majd a második stringen, majd Create paranccsal létrehozzuk az összekötő felületet.


100

4-30. ábra

Származtatott felület hálója

4-31. ábra

Származtatott felület árnyékolt ábrázolása

4.4.4. Felület létrehozása metszeteiből A létrehozott zárt felületet a spline-ok csúcspontjain vezetjük át. Nyissuk meg a

thrucurves_spline_points.prt file-t. A kiinduló spline-ok a következők.


101

4-32. ábra

Kiindulási profilok

A szokásos kezdő lépések után egyenként kijelöljük a stringeket ügyelve a vektorok irányí-tására. Ezután beállítjuk a modellezés paramétereit.

4-33. ábra

Vezérgörbék megadása

Az eredmény:

4-34. ábra

Felület generálása


102

A felületek származtatásának még számos speciális lehetősége van. A vezérgörbékkel együtt használhatunk egyéb geometriai elemeket, például pontokat is.

4.4.5. Söprött (Swept) felületek létrehozása

4.4.5.1. Felület létrehozása két vezérgörbe és egy söprő görbe segítségével A műszaki gyakorlatban jellegzetes megoldás az úgynevezett söprött, vagy súrolt felületek

használata.

Ennél a származtatásnál a vezérgörbéken származtató görbéket vezetünk végig, s ezek sú-rolják a létrehozott felületet.

Nyissuk meg a swept_2_gide_1_section alkatrészfile-t. Söprött felületek létrehozásához 1-3 vezérgörbét használhatunk, amelyek több szegmensből állhatnak, de folytonosnak kell len-niük, és sima átmenettel kell rendelkezniük.

A söprő görbe is több szegmensből állhat. A felület képzés lépései: Insert→Sweep→Swept. Ezután kijelöljük a vezérgörbéket és a söprő görbét.

4-35. ábra


Ezután beállíthatjuk a felületképzés paramétereit és a skálázás jellegét. Először válasszunk egyenletes (Uniformly) skálázást minden irányban. Ekkor a söprő görbét a vezérgörbéken végigvezetve a kersztmetszet minden irányban nő. A létrehozott háló és felület a következő lesz.


103

4-36. ábra

Hálózás

4-37. ábra Származtatott felület

Rejtsük el a létrehozott felületet az Edit→Blank→Blank parancssor segítségével. Most ha-sonló módon készítsük el a felületet oldalirányú (Laterally) skálázással. Ekkor a keresztmet-szet a söprés közben csak egy irányban, az összekötő egyenes mentén nő.

4-38. ábra

Oldalirányú skálázással létrehozott felület


104

Láthatjuk, hogy azonos kiinduló adatikból egymástól jelentősen különböző felületeket hoz-tunk létre.

4.4.5.2. További származtatási lehetőségek Söprött felületeket számos továébbi módszerrel is hozhatunk létre. A söprés során

hasznélhatunk például gerincstringeket.

4-39. ábra

Gerincstringek használata

Egy további lehetőség az, amikor egy vezérgörbe mentén különböző keresztmetszeteket vezetek végig úgy, hogy azok területe állandó legyen.

4-40. ábra

Söprés különböző keresztmetszetekkel

Ennél a származtatási módnál a vezérgörbén elhelyezkedő első keresztmetszet a mérték-adó, ez határozza meg a továbbiakat. Nyissuk meg a swept_law.prt file-t (4-40. ábra).


105

Először helyezzük a koordinátarendszert a mértékadó keresztmetszet középpontjába, és úgy forgassuk, hogy a keresztmetszet síkja legyen az XY sík. Az Analysis→Mass Properties→Area using Curves parancssor segítségével meghatározzuk a mértékadó kereszt-metszetet. Ennek lépései a következők:

• Kijelöljük az ideiglenes határoló görbéket (Boundary Temporary), majd a láncolás (Chaining) gombot választjuk és kijelöljük a keresztmetszetet határoló valamennyi elemet.

• Elfogadjuk a felajánlott tűrést majd a 2D Analysis ablakban a kerület-és területmérés (Perimeter/Area) opciót választjuk. A leolvasható mérőszámok 11.1415”, illetve 7.7853

• Felvesszük a vágólapra a terület mérőszámát, majd mielőtt tovább haladnánk, a Preferences→User Interface Preferences ablakban kikapcsoljuk a Tracking opciót a szerkesztendő mértékvonal könnyebb előállítása érdekében. Ez az egyenes testesíti meg a vezérgörbe menti állandó keresztmetszetet.

• A koordinátarendszert helyezzük át a mértékadó keresztmetszet középpontjából a munkatér egy tetszőleges pontjába, majd hozzunk létre egy egyenest a következő mó-don: Insert→Curve→Lines and Arcs→Line Point-Point. Az egyenes XC és ZC koor-dinátája 0, az YC értéke a terület mérőszáma.

Ezután megkezdjük a söprött felület létrehozását a szokásos lépéssorral Insert→Sweep→Swept. Először kijelöljük a vezérgörbe öt elemét, majd rendre a keresztmet-szeteket, ügyelve a vektorok irányítására.

4-41. ábra


Válasszuk a lineáris interpoláció, paraméterezett felületképzés opciókat és fogadjuk el a 0.001 tűrésértéket, majd válasszuk a rögzített (Fixed) orientációt. A felületképzés alapjául válasszuk a terület állandóságát. (Area Law) és a mértékegyenes szerinti leképzést (By Law Curve). Jelöljük ki a mértékegyenest, majd OK. Az eredmény:


106

4-42. ábra

Változó keresztmetszet geometria

A következőkben csőszerűvé alakítjuk az így keletkezett testet. Ennek lépései: Insert→Offset/Scale→Hollow, majd a felület eltolásának méártékeként, azaz falvastagságként válasszunk -0.1 értéket. Ezután jelöljük ki a két homlokfelületet, majd az Apply gombbal ké-szítsük el az eltolást. Most a következőt látjuk.

4-43. ábra

Csőszerű test

Ennek a felületszármaztatási módnak nagy előnye az, hogy amennyiben változtatni akarjuk a létrehozott felületet, elegendő a mértékgörbe változtatása. Aktiváljuk a következő parancs-sort: Edit→Curve→Parameters. Válasszuk ki a mértékgörbe jobb végpontját, majd a jobb egérgomb lenyomása után az Inferred (maga után von ) opciót. A Point Constructor ikont választva megjelennek a koordináták. Az XC értéket írjuk át 4-re, a másik két koordinátát hagyjuk változatlanul. Enter, majd OK hatására a felület változása jól látható.

Bizonyos esetekben biztosítani kell a söprött felület állandó orientációját, mint azt a 4-44. ábra mutatja. A tervezőrendszer ilyen lehetőséget is nyújt.


107

4-44. ábra

Állandó orientációjú felület

A Unigraphics NX programrendszerben további bőséges lehetőségek állnak rendelkezé-sünkre, melyek alkalmazását mindig az adott feladat dönti el.

4.5. A geometria és a megmunkálás egymáshoz rendelése

A rendszer CAM funkciói segítségével a geometriai modellhez szerszámpályákat és NC programokat generálhatunk. A CAM funkciók a Manufacturing (megmunkálás) applikáció-ban érhetők el. Egy NC program előállításának lépései a következők.

• Megmunkálási csoport létrehozása, amely a megmunkálásra vonatkozó informáci-ókkal egészíti ki a mestermodell által hordozott információkat.

• Szülő objektum létrehozása, mely meghatározza az öröklődő tulajdonságokat és az öröklődés rendjét.

• Megmunkálási mód és paraméterek megválasztása, melyek meghatározzák a kiala-kuló szerszámpályát.

• A létrehozott szerszámpályák verifikálása – hibaellenőrzés.

• Posztprocesszálás.

4.5.1. A Megmunkálás applikáció eszköztárai A forgácsoló megmunkálások tervezéséhez öt eszköztár áll rendelkezésünkre.

4-45. ábra

Létrehozási eszköztár.

Ikonjaival műveletek, programok, szerszámok, geometriai objektumok és megmunkálási módok hozhatók létre. A létrehozás során az új csoport többi csoporthoz képesti helyzetét is


108

meghatározzuk, azonban ez a későbbiekben kivágással és beillesztéssel tetszés szerint változ-tatható.

4-46. ábra Megmunkálási műveletek eszköztár

Ikonjaival szerszámpálya generálási és verifikálási feladatokat, valamint posztprocesszálást végezhetünk.

4-47. ábra

Megmunkálási objektumok eszköztára

Ezek az ikonok valamely objektum szerkesztését, kivágását, beillesztését, másolását, törlé-sét és megtekintését teszik lehetővé.

4-48. ábra

Munkadarab eszköztár

2D-s és 3D-s munkadarabok megjelenítésére és elmentésére szolgál.

4-49. ábra

Műveleti térkép eszköztár

A műveleti térkép (Operation Navigator) valamely alkatrészhez tartozó műveletek és mű-veleti paraméterek szerkesztését teszi lehetővé. A felületekhez rendelt megmunkálások sor-rendjéről, jellemzőiről az Operation Navigator segítségével tájékozódhatunk, s itt szerkeszt-hetjük a megmunkálást.

4.5.2. Megmunkálási program létrehozásának elemei Tekintsük át egy forgácsoló művelet létrehozásának lépéseit a célszerűség sorrendjében.

Megmunkálási csoport létrehozása. A megmunkálási csoportokat a Master Model elv szerint hozzuk létre, amely segítségével megvédhetjük azokat az illetéktelen beavatkozástól. Ha ugyanis a szerelési egységhez új komponenst csatolunk, az új adatok egy különálló file-ba kerülnek, amely a Master geometriát használja.

Megmunkálási környezet létrehozása. Megmunkálási környezet alatt a CAM környeze-tet és annak beállításait értjük. Ennek megválasztásával meghatározzuk azokat a művelet-típusokat, melyeket a készülő programban használhatunk.

Művelet létrehozása. Valamely művelet létrehozásához a Create Operation ablakban meg kell adnunk a program típusát, az alapul szolgáló geometriát, a műveletet végző szerszámot, és az adott művelet megmunkálási módját, mint szülő elemeket. Ezután meg kell adnunk a művelet típusát (altípusát), majd a művelet nevét, mint az altípussal együtt változó elemet.


109

4-50. ábra

Műveletlétrehozás ablaka

Technológiai adatok. A művelet létrehozása után további technológiai adatokat (meg-munkálás módja, oldalirányú fogásvétel, fogásmélység, kontroll geometria, stb.) állíthatunk be a megjelenő ablakban.

4-51. ábra

Kiegészítő technológiai paraméterek

Szerszámpálya generálás Miután beállítottuk a szükséges paramétereket, a szerszámpálya létrehoztató a Generate Tool Path ikonnal.


110

4-52. ábra

Szerszámpálya generálása

Verifikálás, posztorocesszálás. A létrehozott szerszámpályát, illetve megmunkálást ellen-őrizzük és végrehajtjuk a szükségesnek ítélt módosításokat, majd lefordítjuk a programot a választott vezérlés nyelvére.

4.5.2.1. Megmunkálási csoport létrehozása A CAM funkciók használatának első lépése a megmunkálási csoprt létrehozása. Egy meg-

munkálási csoport tartalmazza a készdarabot, a nyersdarabot és a csoport létrehozásánál hasz-nált beállításokat. Ezt a csoportot egy, a megmunkálás alatt használt befogóba helyezzük.

A szükséges tevékenységek szemléltetésére nyissuk meg az mmp_base file-t és válasszuk a Megmunkálás applikációt. Ekkor megjelenik a megmunkálási környezet beállítására szolgáló Machining Environment ablak.

A CAM könyvtár (cam_library) ablak újabb beállítási lehetőségeket kínál, ezek közül vá-lasztva pedig a Search Result ablak ajánl fel beállítási lehetőségeket. Ezek közül választva (itt GENERAL) OK után megjelenik a Save CAM Setup Assembly Part As ablak, ahonnan el-menthetjük a munkadarbot. Így egy olyan összeállítást hoztunk létre, amely tartalmazza az eredeti modellt és az új alkatrészfile-t is, melynek segítségével a megmunkáló programot lét-rehozzuk. Az Assembly Navigator-t megnyitva láthatjuk, hogy most két külön file-unk van, az eredeti és az új file, és az eredeti file az új komponense lett.

A következő lépés a nyersdarab létrehozása. Ezt egy új fólián tegyük meg úgy, hogy a Format menü Layer Settings ablakában a 2. fóliát tesszük munkafóliává. Ez azért célszerű, mert így külön szemlélhetjük a nyers-és készdarabot.

A nyersdarab létrehozása, mint minden geometriai objektum létrehozás, a Modellezés (Modeling) applikációban történik. A lépések: Insert→Design Feature→Block. A megjelenő Block ablakban megadhatjuk a nyersdarab méreteit. Szemléletesebb áttekintést hozhatunk létre, ha a nyersdarabot átlátszóvá tesszük a következő módon. Edit→Object Display, majd a megjelenő ablakban az átlátszóság (Translucency) százalékos értékét tetszőlegesre állítjuk.

A következő lépésben a nyersdarabot egy befogókészülékbe helyezzük. Ellenőrizzük, hogy az Összeállítások (Assemblies) applikáció bekapcsolt állapotban van-e. Ezután az eredeti file-hoz adjuk a befogókészüléket a következő módon: Assemblies→Components→Add Existing. Ezután válasszuk az alkatrészfile-ok közül az mmp_ machine_vise file-t. Az Add Existing Part ablak OK gombját megnyomva az összeállításon megjelenik a satu összeállítása, amelyet most a nyersdarabhoz képest megfelelő helyzetbe kell hoznunk. Az illesztés (Mate) ikonok segítségével a következő helyzetet hozzuk létre.


111

4-53. ábra

Megmunkálási szerelvény

4.5.2.2. Megmunkálási környezet létrehozása A megmunkálási környezet a definiálását a Machining Environment ablakban kezdemé-

nyezhetjük.

4-54. ábra

Megmunkálási környezet ablak

A CAM környezet megválasztása meghatározza, hogy milyen lehetőségek jelennek meg a CAM Setup ablakban. Pl. többtengelyes marás mill_multi_axis választása esetén a CAM Setup a következő lehetőségeket kínálja: többtengelyes marás, kontúrmarás, síkmarás, fúrás, üreg-megmunkálás. A megmunkálási környezet konfigurálása után a CAM Setup az aktuális alkat-részt inicializálja, azaz meghatározza, hogy milyen műveletek végezhetők, valamint a létre-hozható program, szerszám, megmunkálási mód és geometriai objektumok típusait.


112

Inicializálás után megkezdhetjük a megmunkálási művelet létrehozását a Create Operation ikon segítségével. Ekkor a megnyíló műveletlétrehozási ablak a kontúrmaráshoz megengedett altípusokat kínál fel.

4-55. ábra

Műveletlétrehozás ablaka

4.5.2.3. Koordinátarendszerek Míg modellezéskor két koordinátarendszert, az abszolút, vagy „világ” koordinátarendszert

és a munkadarabhoz kötött koordinátarendszert használunk, a megmunkálás applikációban további háromra lesz szükségünk. Ezek a gépi koordinátarendszer, a referencia koordináta-rendszer és az elmentett koordinátarendszer. Az egyes koordinátarendszerek értelmezése a következő.

• Abszolút koordinátarendszer: a felhasználó számára nem látható helyhez kötött ko-ordinátarendszer. Főként nagyméretű összeállítások készítésénél célszerű a haszná-lata.

• Munkadarabhoz kötött koordinátarendszer (WCS): derékszögű koordinátarendszer, kezdőpontja és orientációja célszerűségi szempontok szerint változtatható, a koor-dinátarendszer a felhasználó számára látható.

• Gépi koordinátarendszer (MCS): derékszögű koordinátarendszer, a WCS-hez ha-sonlóan változtatható. Ez határozza meg a CNC program nullpontját. Z tengelye egyben a szerszám tengelye. Csak a Manufacturing applikációban látható.

• Referencia koordinátarendszer (RCS): korlátozott funkciójú koordinátarendszer. Kiegészítő paraméterek tárolását és visszaállítását teszi lehetővé.

• Mentett koordinátarendszer: kiegészítő koordinátarendszer, a modelltér egy pontjá-nak tárolására és kijelölésére szolgál.


113

4.5.2.4. Szerszámozás

4.5.2.4.1. Szerszámkönyvtár

A szerszámok a velük végezhető forgácsolási művelet szerint vannak csoportosítva. A szerszámkönyvtár a 2. számú függelékben felsorolt lehetőségeket tartalmazza.

Látható, hogy az utolsó négy ikon valójában nem szerszám. A szerszámtartó (Carrier) a szerszámgép szerszámtárját és a szerszám számát reprezentálja. A következő elem a szer-számbefogó (Pocket), melynek szülő objektuma a szerszámtár és száma a benne lévő szer-szám számával egyezik. A választékban található még egy 90°-os szögbefordító toldat. A Retrieve from Library ikon a szerszámkönyvtárból való visszakeresést segíti elő. A szerszám-könyvtár az általános használatú szerszámokat tartalmazza, de bővíthető speciális szerszá-mokkal.

4.5.2.4.2. Forgácsoló szerszámok

Szerszám létrehozása a Create Tool ikon segítsével, vagy az Insert→Tool parancssor-ral kezdeményezhető.

Az egyes szerszámok geometriai paramétereit és egyéb adatait a megjelenő szerszámabla-kokban állíthatjuk be.

4-56. ábra

Szerszámparaméterek ablakai

Hasonlóan történik a szerszámtartó paramétereinek beállítása a Holder ablakban. A szer-számtartót lépésenként építjük fel a szerszám legalsó pontjától kezdve. Minden egyes szakasz átmérőjét, hosszát, kúpszögét és lekerekítési sugarát meg kell adni.

A More ablakban a dimenzió nélküli adatok megadása történik, mint pl. a ráállási pont, szerszámtartó száma, kézi szerszámcsere és forgásirány.


114

A szerszám száma egyaránt megadható a szerszámtartónál, a szerszámnál és a műveletben. A legcélszerűbb és rugalmasabb a szerszámtartónál történő megadás.

4.5.2.5. Műveleti térkép (Operation Navigator) A művelet térkép ikonja a Manufacturing applikáció választásakor a képernyő jobb oldalán

lévő eszköztárban jelenik meg. Az Operation Navigator a bal felső sarokban lévő „gombostű-vel” rögzíthető, vagy az ikonra való két kattintással jeleníthető meg tartósan.

4-57. ábra

Műveleti térkép megnyitása

A szülő objektumok négyféleképp jelennek meg. Ezek a következők.

• Program Order View – a műveletek sorrendjét mutatja, valamint azt, hogy egy mű-velet mely szülő objektumhoz tartozik.

• Machine Tool View – a műveleteket a műveletet végző szerszám szerint a szerszá-mokat pedig típus szerint rendezi.

• Geometry View – a műveleteket az általuk használt gépi koordinátarendszer szerint rendezi.

• Machining Method View – a műveleteket a művelet megmunkálási jellege szerint rendezi.

Mindegyik nézet az adott csoporthoz tartozó információkat jelenít meg. (Pl. egy szerszám a Machine Tool View-hoz, egy ellenőrző geometria a Geometry View-hoz tartozik.)

Az Operation Navigator-ban lehetőség van az objektumok áthelyezésére, kivágására és be-illesztésére, törlésére, szerkesztésére, átnevezésére, és paramétereik szerkesztésére. A fa struktúrába való szervezés jól mutatja a szülő objektumokat és az öröklődéseket.

4.5.2.5.1. Az Operation Navigator oszlopai

Az első oszlop a Név (Name) oszlop. Ez a ikonok és szöveges karakterek kombinációját tartalmazza, melyek a műveletek nevét és státuszát adják meg. A pipa ikon azt jelzi, hogy a szerszámpálya és a kimenet (posztprocesszálás, vagy CLS kimenet) létrehozása megtörtént.


115

Az áthúzott piros kör a regenerálás szükségességére hívja fel a figyelmet (MB3→Objects→Update List). A sárga nyíl (Repost) azt jelzi, hogy a szerszámpálya generá-lásnak nem volt kimenete, vagy változott az utolsó kimenet létrehozás óta. A MB3→Objects→Update List hatására megnyíló információs ablak tájékoztat a változásokról és figyelmeztet a posztprocesszálás szükségességére.

A következő a Szerszámcsere (Toolchange) oszlop, mely csak a Program Order View-ban látható. Az adott művelethez tartozó szerszám típusát mutatja.

A következő két oszlop a szerszámtartó és a szerszámbefogó számát jelzi.

A Szerszámpálya (Tool Path) oszlop a szerszámpályák státuszát mutatja. (létrehozott, tö-rölt, importált, szerkesztett, bizonytalan, transzformált).

Az IPW (In-Process Workpiece) azt jelzi, hogy valamely munkadarab el van-e mentve a verifikálás (dinamikus anyagleválasztás vizualizálás) opció számára.

A Művelet Térkép megjelenési formája az MB3→Properties után megjelenő ablakban vál-toztatható

4.5.2.5.2. Objektumok tulajdonságai

Az egyes objektumok tulajdonságairól az objektumra való ráállás, majd MB3→Properties hatására megynyiló ablak ad tájékoztatást. A General lapon láthatjuk az objektum nevét, át is nevezhetjük, míg az Attributes lapon az objektumhoz társuló tulajdonságok tekinthetők meg.

4.5.3. Jellegzetes megmunkálási példák

4.5.3.1. Homlokmarás A marási feladatok első lépése gyakran a homlokfelület marása, így a nagyoló megmunká-

lás jellegzetességeit először egy egyszerű feladat, a síkmarás kapcsán tekintjük át. A szerszám Z irányú tengelye merőleges a megmunkálando felületre és a forgácsleválasztás párhuzamos síkokban történik

Első lépésként a megnyíló műveleti ablak paramétereit kell beállítanunk. Valamely meg-munkálási feladat különféle geometriákat használ.

• A Part geometria a megmunkált alkatrészt testesíti meg.

• A Face geometria zárt határokat tartalmaz, melyek belsejében helyezkedik el a le-választandó anyag. A határoló elem lehet sík, valamit görbék és/vagy élek.

• A Check geometria a befogókészüléket jeleníti meg.

• A Cut Area geometria a szerszám által bejárt felületet jeleníti meg

• A Wall geometria a szerszámtengellyel párhuzamos határoló falakat jelenti.

A pályabejárási stratégia (Cut Method) megválasztásával a szerszámbejárás pályáját hatá-rozzuk meg. A választható lehetőségeket a következő ábrán láthatjuk (4-58. ábra).


116

4-58. ábra

Pályabejárási stratégiák

A Zig-Zag, Zig és Zig with Contour párhuzamos lineáris mozgásokkal forgácsol, a Follow Periphery eredménye koncentrikus szerszámbejárás, a Follow Part az alkatrészgeometriához képesti offsetek segítségével valósul meg, a Trochoidal felületen hagyott mintázatot pedig a 4-59. ábra mutatja.

4-59. ábra

Trochoidal pályabejárás nyoma

A Profile a befejező megmunkálás jellemzője, mely egyetlen fogással lemunkálja az alkat-rész kontúrját, a Mixed pedig lehetővé teszi, hogy valamely felület különböző részeinek megmunkálása során különböző pályabejárási stratégiákat alkalmazzunk.

A következő paraméter a sugárirányú fogásvétel (Stepover). Ez lehet állandó érték, meg-adhatjuk a szerszámátmérő százalékában, a maradék magasságával (felületi érdességgel), vagy változóként (egy tartományban, vagy a fogások számától függően).


117

4-60. ábra Paraméterek értelmezése

A Blank Distance a teljes leválasztandó anyagvastagság, a Final Floor Stock a simítási rá-hagyással növelt méret. A Depth Per Cut a tengelyirányú fogásvétel. Az Ignore Chamfers opció azt határozza meg, hogy figyelembe vesszük-e a letöréseket, vagy lekerekítéseket a határoló elemek létrehozásakor.

4.5.3.1.1. Alkalmazási példa

Az alapvető síkmarási tevékenységek szemléltetéséhez nyissuk meg az mmp_frame_mfg_1. file-t és válasszuk a Megmunkálás applikációt. Első lépésként a Program Order View nézet FM_DEMO csoportjában készítsünk egy síkmarás műveletet (MB3→Insert→Operation).

4-61. ábra

A műveletlétrehozási ablak beállításai

OK után megnyílik a Sikmarás FACE_MILLING ablak.A Face Geometry ikonra, majd a Select gombra kattintva megjelenő Face Geometry ablakban kapcsoljuk ki az Ignore Holes opciót, így a művelet határolófelületeinek megválasztásakor az üregeket is figyelembe veszi a program, majd jelöljük ki a megmunkálandó felületet.

Sugárirányú fogásvétel

Sugárirányú fogásvétel

Érdesség


118

4-62. ábra

A Face Geometry ablak beállításai

A pályabejárás jellege legyen Zig-Zag. A Generate ikont megnyomva a szerszámpálya lét-rejön. A szaggatott vonalak a szerszám középvonalának szélső helyzeteit jelzik.

4-63. ábra

Szerszámpálya generálás

Mint látjuk, a megmunkálás során kimaradtak az üreg és a lesarkítás feletti részek. Ha el-mulasztottuk volna az Ignore Holes opció kikapcsolását, a szerszámpályák a teljes felső síkon át generálódtak volna. A létrehozott megmunkálás természetesen törölhető, másolható és va-lamennyi paramétere szerkeszthető.

Bizonyos esetekben célszerű lehet több sík egy művelettel való megmunkálása oly módon, hogy az egyes síkokhoz különböző pályabejárási stratégiát alkalmazunk. Ehhez létre kell hoz-nunk egy újabb homlokmarási műveletet, kijelölni a megmunkálandó síkokat, a Mixed pálya-bejárási stratégiát kell választanunk és így generálni a szerszámpályákat.

A különböző forgácsolási övezetek sorrendjének meghatározására négyféle lehetőség van.


119

• A Standard sorrend esetén a proceszor önkényesen állítja fel a megmunkálások sorrendjét.

• Az Optimize a megmunkálási idő hatékony kihasználása szerint sorolja be az egyes megmunkálásokat.

• A Follow Start Points és Follow Predrill Points a műveletek kezdőpontjai szerint szabja meg a sorrendet.

Az előzőek szerint hozzunk létre egy új műveletet kiválasztott munkadarabunkon. A szülő objektumokat a ábra mutatja.

4-64. ábra Műveletlétrehozás beállításai

A geometria kijelölésekor válaszuk a Face ikont, mjad nyomjuk meg a Select gombot. Is-mét kapcsoljuk ki az Ignore Holes opciót és jelöljük ki a megmunkálandó síkokat.

4-65. ábra

Megmunkálandó síkok kijelölése


120

A Cut Parameters ablakban válasszuk a Standard megmunkálási sorrendet.

4-66. ábra

Megmunkálási sorrend megválasztása

A létrehozási ablak alapbeállításként a Zig pályabejárást ajánlja fel. A Mixed bejárási stra-tégiát választva és a Generate ikonra kattintva megjelenuk az egyes forgácsolási övezetek kezeléséhez szükséges ablak.

4-67. ábra

A forgácsolási övezetek ablaka

Selected módban egyenként rákattintva a forgácsolási övezetekre az egyes pájabejárási stratégiák tetszés szeint beállíthatók

4-68. ábra

Forgácsolási övezetek beállításai

Pályagenerálás után a következő szerszámpályákat láthatjuk (4-69. ábra).


121

4-69. ábra

Létrehozott szerszámpályák

A Cut Parameters ablak stratégiai lehetőségei között található Blank Overhang paraméter-rel a szeszám munkadarabon való túlfutása állítható.

4-70. ábra

Szerszám túlfutása

A szerszám anyagba vitele történhet csigavonal interpolációval, vagy egyszerű besüllyesz-téssel.

A Cut Area a forgácsolási övezet kijelölésére szolgál, az Automatic Wall Detection segít-ségével pedig a forgácsolási zóna közelében lévő falak felismerését teszi lehetővé az ütközé-sek elkerülése érdekében.

4.5.3.2. Nagyoló megmunkálás létrehozása. Üregszerű felület nagyolása Ezt a feladatot a korábban összeszerelt üreges alkatrész megmunkálása kapcsán tekintjük

át. Az ehhez rendelhető marási eljárás a fészekmarás azaz Cavity Milling. Ennek a megmun-kálásnak az a jellegzetessége, hogy geometriai elemként síkokat és kontúrokat használ, azaz Z irányban egymást követő szinteken történik az adott szinthez tartozó kontúrnak megfelelően fix szerszámtengellyel.

Az mmp_base_mfg_1 file-t megnyitva egy megmunkálási egységet kapunk, amely mind a készdarabot, mind a nyersdarabot tartalmazza. A mintafile-on az előkészítő műveletek nagy

Előtolás

Túlfutás

Szeszámél legkülső pontja


122

része már megtörtént, vagyis definiálva van az alkatrész és a nyersdarab geometriája és a szerszám.

Első lépésként hozzuk létre a műveletet a Create Operation ablak segítségével. Beállítjuk a művelet típusát (kontúrmarás, azaz mill_contour) és a kapcsolt lehetőségek közül altípust vá-lasztunk (Cavity Mill). Ezután további kiegészítő információkat kell megadnunk, melyek arra vonatkoznak, hogy a létrehozandó művelet milyen szülő objektumoktól örököl információkat.

Megadjuk a Program szülő objektum nevét, amelyen belül a létrehozandó megmunkálás elhelyezkedik (BASE_MALE_DIE). A megmunkálás alapjául szolgáló geometria a munkada-rab geometriája, (WORKPIECE) amely tartalmazza a nyersdarabot és a megmunkált felületet is. Szerszámot válasszunk a definiált szerszámok közöl (EM-1.25-.25 ujjmaró). A megmunká-lás módja nagyolás (MILL ROGH). Végül adjunk nevet a létrehozandó műveletnek (nagyolas_1).

4-71. ábra

A műveletlétrehozási ablak beállításai

Jóváhagyás után megnyílik a művelet ablaka, ahol további paramétereket kell megadnunk. A művelet ablakban a tulajdonságok három lapon vannak feltüntetve. A Groups lapon a meg-munkálási mód, a geometria és a szerszám tekinthető meg és szerkeszthető. A műveletet a Main lapon hozzuk létre. A Generálás ikonra kattintva megnyílik a Display Parameters ablak, melynek az ábrán látható beállításai lehetővé teszik a forgácsolási folyamat szintenkénti meg-tekintését. A megjelenő vonalak a szerszámközéppontjának pályáját mutatják a nyersdarabon kívül és belül. Az OK gombra való ismételt rákattintással valamennyi megmunkálási szinten megtekinthetjük a szerszámpályákat.


123

4-72. ábra

Szerszámpályák

Ha az eredményt megfelelőnek találjuk, nyomjuk meg a művelet ablak OK gombját és mentsük el a file-t.

Az Operation Navigator Geometry View ablakát vizsgálva megtekinthetjük az öröklődés rendjét. A most létrehozott művelet a nyesdarab és alkatrész geometriáját a munkadarabtól örökli. A munkadarab fölött helyezkedik el a MCS_MILL szülő objektum, amely a gépi ko-ordinátarendszer elhelyezkedésére és orientációjára vonatkozó információkat tartalmazza.

A Machine Tool View ablak a rendelkezésre álló szerszámkészletet mutatja. Itt a technoló-giai művelete végző szerszámhoz kapcsolódik az általa végzett művelet. A szerszámokra kat-tintva azok paramétereit megtekinthetjük, módosíthatjuk, illetvea szerszámra vonatkozó to-vábbi információkhoz juthatunk. Ugyanitt módunk van a megmunkáló szerszám cseréjére, illetve az egymáshoz rendelések módosítására.

A Program Order View nézetben az NC program-ra állva MB3→Tool Path→Verify paran-

csok után, vagy a Verify ikon segítségével forgácsolási folyamat nyomon követhető. A 2D Dynamic opció használatával nem csak a szerszámpályákat és azok létrejöttének sorrend-jét láthatjuk, hanem a megmunkálási művelet a és annak eredménye vizualizáltató és megte-kinthető.


124

4-73. ábra

Forgácsolási folyamat vizualizálása

4.5.3.3. Simító megmunkálás létrehozása. Üregszerű felület simítása Folytassuk az imént megkezdett megmunkálást és tervezzük meg az üregszerű felület simí-

tását. Ehhez természetesen új szerszámot kell definiálnunk, hiszen az előző műveletben al-kalmazott ujjmaró simításhoz nem megfelelő, most gömbvégű maróra lesz szükségünk. A szerszám paraméterei a következők (4-74. ábra).

4-74. ábra

Simítószerszám paraméterei


125

A simító megmunkálás tervezésekor újabb kontúrmarásnál használt megmunkálási straté-giákkal ismerekeünk meg. Ezt a műveletet két lépésben fogjuk megvalósítani, mivel a prog-ram külön lehetőséget ad a meredek (ZLEVEL_PROFILE:STEEP) és lapos felületek (CONTOUR_AREA_NON_STEEP) simítására.

A műveleti ablakban a megmunkálandó felületek kijelölése most a Cut Area ikon és a Select gomb segítségével történik. Ugyanitt állítjuk be a technológia megvalósításához szük-séges több paramétereket is.

4-75. ábra

Simító megmunkálás beállításai

Valamennyi beállítás elvégzése után a Operetion Navigator-ban megjelennekk az új műve-letek.

4-76. ábra

Simító műveletek

Az első simítási folyamat eredményeképp a következő felületek jönnek létre (4-77. ábra).


126

4-77. ábra

Meredek felületek simítása

A második simítás után a következő alkatrészt láthatjuk.

4-78. ábra

Lapos felületek simítása

Természetesen amennyiben tevékenységünk eredményét nem találjuk kielégítőnek, az Operation Navigator-ban kétszeri kattintással a műveletek jellemzői a megfelelő nézeti ab-lakban szerkeszthetők és újabb műveleteket is hozhatunk létre.


127

4.5.3.4. Maradékanyag eltávolítás Bizonyos esetekben a megmunkálandó felületeken forgácsolatlan részek maradnak a túl

nagy szerszámátmérő miatt. Az ilyen esetek kezelésére szolgál az Uncut Regions opció, amely automatikusan megadja ezeknek a régióknak a határait. Az átfedési távolságot és a ma-radékövezetet a következő ábra szerint értelmezzük (4-79. ábra).

4-79. ábra

Maradékövezet és átfedés értelmezése

4.5.3.4.1. Alkalmazási példa

A továbbiakban létrehozunk egy marási műveletet ≈25mm szerszámátmérővel, amely azonban nagyobb a lekerekítési sugárnál. A maradékövezet geometriáját Auto Save Boundaries-ként elmentjük egy későbbi megmunkálás számára.

Nyissuk meg az mmp_tape_cover_1 file-t és válasszuk a Megmunkálás applikációt. Az Operation Navigator Geometry View ablakában keressük meg az UCUT műveletet. Ez az alkatrész belsejében készítendő üreg megmunkálása. A műveletet a dupla kattintás után vizs-gálhatjuk és szerkeszthetjük. A pályagenerálás ablakát megnyitva A Display Parameters ab-lakban megtekinthetjük és elmenthetjük a maradékövezeteket. Ezt automatikusan is megtehet-jük, ha a művelet ablakban a Cutting gombot megnyomva a Cut Parameters ablakba jutunk. Itt az Uncut ablakot választva jelöljük ki az Auto Save Boundary opciót s így ugyanazt az eredményt érjük el.

Most hozzunk létre egy új műveletet az előző felhasználásával másolás révén.

4-80. ábra

Művelet másolása

Alakítsuk át az újonnan létrehozott műveletet oly módon, hogy a pályabejárás legyen pro-filozás, és a határoló geometriát a következőképp állítjuk át.

Maradékövezet

Átfedési távolság

Szerszám

Alkatrész


128

4-81. ábra

Határoló geometria

Ezután válasszunk egy kisebb átmérőjű szerszámot (.375-.03). Az így generált szerszámpá-lyánál a maradékok már nem láthatók.

4.6. Komplex feladat megoldása

A továbbiakban megismerjük annak módját, hogyan hozhatunk létre komplex megmunká-lási környezetet és hogyan vizualizálhatjuk azt.

Ez azt jelenti, hogy az objektumokból megmunkálásokat hozunk létre, ezen kívül azt is bemutatjuk, hogy hogyan fogjuk fel a munkadarabot egy általunk választott szerszámgépre, vagyis szimuláljuk a teljes gyártási környezetet és megtekintjük az anyagleválasztás folyama-tát.

4-82. ábra

Megmunkálás szemléltetése


129

4.6.1. Műveletek és szerszámpályák létrehozása Komplex feladatunk megoldása során először az eddig megismert tevékenységeket kell el-

végeznünk. A szükséges tevékenységek szemléltetésére nyissuk meg az az operation_1 alkatrészfilet.

4-83. ábra

Alkatrészmodell

Valamely megmunkálási művelet létrehozását a Create Operation ikonnal kezdjük meg. A létrehozási ablakban először megadjuk a megmunkálás típusát, majd kiválasszuk az altípust a megfelelő ikon segítségével pl. síkmarás (mill_planar) és kontúrkövető nagyolás (ROUGH_FOLLOW).

4-84. ábra Műveletlétrehozási ablak beállításai


130

Az altípus megfelelő megválasztása rendkívül fontos, mivel alapvetően befolyásolja a ter-vezendő megmunkálás időkihasználásét és hatékonyságát. A műveletlétrehozási ablak beállí-tásait mutatja a 4-84. ábra. Ezek a létrehozandó művelet szülő objektumai.

Az OK után megjelenő kontúrkövető nagyolás ablakban ki kell jelölnünk a megmunkálás-hoz szükséges geometriai jellemzőket és meg kell adnunk a technológiai adatokat. A fogás-mélység legyen rögzített és (Fixed Depth), értéke pedig maximum 0.1”.A Feed Rates gombra kattintva a következő ablak jelenik meg.

4-85. ábra

Technológiai ablak

A gomb megnyomása után mindenütt zérus értékeket látunk, azonban itt mod nyílik a technológiai adatok megadására. Reset from Table után a rendszer ajánl vágósebességet és előtolást az alapanyag, a szerszám típusa és a fogásmélység alapján. Nyomjuk meg a Reset from Table gombot és fogadjuk el az ajántott forgácsolási paramétereket.

4-86. ábra

A rendszer által generált technológiai adatok


131

A szerszámpályát generálva és megtekintve a Pause After Display és Refresh Before display opciók kikapcsolásával a a következőt láthatjuk (Hiba! A hivatkozási forrás nem található.) ábra.

4-87. ábra

Megmunkálás szerszámpályái

A szerszámpálya generálásához ismernünk kell az alkatrész határgörbéit. A megmunkálási ablak (ROUGH_FOLLOW) Part ikonjával és a Display gombbal a határgörbék megtekinthe-tők. Ezek a szülő objektumból származnak és csak azzal együtt módosíthatók.

4-88. ábra

Határgörbék

Síkmarásnál ismernünl kell azt a legmélyebb síkot, amelyen még szerszámpályát kell gene-rálni. A szerszámpálya legmélyebben fekvő síkja a Floor ikonnal és a Display gombbal jele-níthető meg.

Mint azt már említettük, a vizualizálási opció segítségével a szerszám mozgása animálható

és képet kapunk az anyagleválasztásról is. A Verify ikon és a 2D Dynamic opció segít-ségével az említett folyamatok jól áttekinthetők.


132

4-89. ábra

Forgácsleválasztás szemléltetése

Mivel az alkatrész örökölte az automatikusan beállított nyersdarab geometriáját, láthatjuk, hogy helyenként igen kis falvastagság adódott.

Szeretnénk átalakítani a megmunkálást úgy, hogy ez a kis falvastagság teljesen eltávolítód-jon, azaz a megmunkálás eredménye a következő legyen (4-90. ábra).

4-90. ábra

Fészek megmunkálása

A ROUGH_FOLLOW ablak Group fülére kattintással válasszuk a Geometry: MILL_BND opciót, majd próbáljuk meg Edit utasítással szerkeszteni. Ekkor egy üzenetet kapunk arról, hogy a MILL_BND szülő objektum több tagot tartalmaz és a szerkesztés mindegyiket érinti. OK után a MILL_BND ablakban válasszuk a Part ikont, majd az Edit gombot. Ekkor a határ-görbék kijelölődnek. Kapcsoljuk be az Offset opciót és az értékét állítsuk -0.1-re. Ezután rend-re OK-val zárjuk be az ablakokat. Ekkor a ROUGH_FOLLOW művelet megjelenik az Operation Navigatorban.

Ezután generáljuk újra a szerszámpályákat, majd rendezzük át a megmunkálások sorrend-jét.


133

4-91. ábra

Megmunkálási sorrend megváltoztatása

A program megjelenítése után most a következőt látjuk (4-92. ábra).

4-92. ábra

Áttervezett megmunkálás

Rendeljünk most másik, kisebb átmérőjű szerszámot a simító megmunkáláshoz. Ehhez tér-jünk át a Machine Tool View ablakba és nyissuk meg a szerszám objektumot. Ekkor láthatjuk a szerszámokhoz rendelt műveleteket. Kattintsunk kétszer a FINISH_FLOOR (végsimítás) műveletre, ekkor szerkeszthetővé válik. Kapcsoljuk be az UGTI0201_063 szerszámot és nyomjuk meg a Reselect gombot. Ekkor módunk van a szerszám cseréjére. Válasszuk az UGTI0201_076 szerszámot. A cseréket az Operation Navigatorban is végrehajthatjuk a Cut-Paste használatával, vagy az egérrel történő vonszolással.

Ha az Operation Navigatorban piros áthúzott kört látunk, az mindig azt jelenti, hogy rege-nerálnunk kell a szerszámpályákat, mert változás történt. Az új szerszámpálya a következő (4-93. ábra).


134

4-93. ábra

Simító szerszámpálya

4.6.1.1. Megmunkálás szimulációja A megmunkálás szimulációja során szimuláljuk magát a szerszámgépet és annak mozgása-

it. Ily módon a szerszámpálya vizualizáláshoz hasonlóan megtekinthetünk egy-egy műveletet, vagy akár egy egész programot. A szimuláció tartama alatt megjeleníthetjük az anyaglevlasztást és tetszés szerint mozgathatjuk, forgathatjuk és zoomolhatjuk dinamikusan a képernyőt.

4-94. ábra

Megmunkálás szimulációja

A szerszámgép modellje a Machine Tool Builder segítségével állítható elő. A megépített modelleket a machine tool könyvtárba mentjük el. Ugyanitt találhatók előre definiált általános modellek is. A szerszámgép kiválasztása és a munkadarabnak a gépre való felfogása után a szimuláció elvégezhető.

A megmunkálás szimulációját a simulate file segítségével tanulmányozzuk a megmunkálás applikációban. Első lépésben ki kell választanunk a megmunkálást végző szerszámgépet. En-nek lépései a következők:

• Az Operation Navigator Machine Tool View ablakában kattintsunk kétszer a GENERIC_MACHINE objektumra.


135

• A megjelenő ablakban válasszuk a Replace Machine opciót és a marást.

• A könyvtár által felkínált gépválasztékból válasszuk a sim010101_001_in három-tengelyes marógépet.

Képernyőkitöltés után a következőt látjuk.

4-95. ábra

Szerszámgép megjelenítése

A 3. layer bekapcsolásával megjelennek a megfogópofák. Most fogjuk fel a munkadarabot. Objektumok összeillesztése az Assemblies (szerelés) eszköztár segítségével végezhető el a Modeling applikációban.

Használjuk az expand all-t és válasszuk a sim010101_001_int, majd jelenítsük meg a képet

láthatatlan takart élekkel . Válasszuk az Assemblies ikonok közül a Reposition

Component (komponenes áthelyezése) ikont . Az áthelyezés ablakban válasszuk a Point to Point ikont, majd adjuk meg a fogópontokat.


136

4-96. ábra

Készülék fogópontja

4-97. ábra

Munkadarab fogópontja

Árnyékolás után a következő helyzetet láthatjuk.

4-98. ábra

Munkadarab „befogása”

Azonnal feltűnik, hogy a mozgó pofát nyitni kell, mert interferál az anyaggal, majd utána a megfelelő mértékig visszazárni.


137

A Modeling applikációban válasszuk ki a mozgó pofát (vise_jaw_3). A Reposition

Component ikon segítségével kismértékben mozgassuk el a pofát az x tengelynél fogva. Ügyeljünk arra, hogy a Distance opció értéke ne legyen 2-nél nagyobb. Ezután a Collision Action ablakban állítsuk be az ütközés előtti megállást (Stop Before Collision) és kapcsoljuk ki a Snap Increment (inkrementenkénti léptetés) opciót. Ezután az x tengely mentén vissza-húzva a pofát, az megáll, amikor a darabot eléri.

4-99. ábra

Munkadarab befogása

A következő lépésben fel kell ismernünk az alkatrész geometriáját, ehhez vissza kell tér-

nünk a Manufacturing applikációba. Kattintsunk a Machine Tool Navigator ikonra, majd Expand all. A PART-ra kétszer rákattintva megjelenik az Edit K-Component ablak.

4-100. ábra

Stup Configurator ablak

Itt Add után jelöljük ki az alkatrészt, majd OK.


138

4-101. ábra

Alkatrész geometriája

Most már megkezdhetjük a megmunkálás szimulációját. Az Operation Navigator, Prog-ram Order View nézetében válasszuk ki a kontúrkövető nagyolást (ROUGH_FOLLOW), majd MB3→Tool Path→Simulate. A szimulációs panel Options gombjára kattintva kapcsoljuk be az In-Process Workpiece opciót. Kapcsoljuk be a Show 3D Material Removal opciót, majd Play segítségével lejátszhatjuk a megmunkálási folyamatot.

4-102. ábra

Megmunkálás szimulációja

A lejátszás sebessége változtatható. A szimuláció kapcsán lehetőségünk van ütközésvizs-gálatra is. Ehhez a szimulációs opciók ablakában be kell kapcsolnunk a Collision opciót, majd a Select Pairs gombra kattintás után ki kell jelölnünk azokat az objektumokat, vagy cso-portokat, amelyek ütközését vizsgálni kívánjuk.


139

4-103. ábra 1. objektum

4-104. ábra 2. objektum.

A szimulálás során módunk van annak specifikálására, hogy melyik objektum álljon és melyik végezze a mozgásokat. Ezt az opciók között állíthatjuk. Amennyiben a Part opciót kapcsoljuk be, az alkatrész helyben marad és így a szimulációs folyamat könnyebben átte-kinthető.

Lehetőségünk van arra is, hogy az alkatrészekhez setupot és szerelési információkat defini-áljunk és az alkatrésszel együtt eltároljuk. Így könnyebbé válik az alkatrészek felszerelése különböző szerszámgépekre.

4.6.2. Posztprocesszálás A posztprocesszálás során a korábbiakban megtervezett megmunkálások programjait olyan formába konvertáljuk, amely már érethető valamely szerszámgép vezérlés számára. Az ezzel járó teendőket a postprocess file segítségével tekintjük át. A file behívása után generáljuk a FIXED_CONTOUR megmunkálás szerszámpályáját és a következőket látjuk ().


140

4-105. ábra

Megmunkálás szerszámpályája

Az Operation Navigator PROGRAM-ra állva az MB3→Tool Path→List parancsokkal a program APT-szerű nyelven íródott változata kilistáztatható.

4-106. ábra

Programlista részlete

A posztprocesszor segítségével ez a program olyan formába konvertálódik, amely már ért-hető egy CNC vezérlés számára. Például a

FEDRAT/MMPM,250.0000

GOTO/0.0000,45.0000,0.0000

programsorok helyett egy ISO nyelvű CNC programban F250.00 és G00 X0.0000 Y45.0000 Z0.0000 áll.

Az Operation Navigator PROGRAM-ra állva és a Postprocess ikonra kattintva, vagy a Tools→ Operation Navigator→ Output→ NX_Postprocess parancsok eredményeképpen megjelenik a Postprocess ablak, amely különféle lehetőségeket kínál fel. Ehhez a Browse gomb segítségével továbbiakat csatolhatunk.


141

4-107. ábra

Postprocess ablak lehetőségei

A posztprocesszor kiválasztása után meg kell adni a kimenő file helyét, nevét, a használt mértékegységeket, majd kiírni az elkészült NC file-t.

Példánkban megmunkáló gépként 3 tengelyes marógépet választunk. OK után már egy olyan program áll a rendelkezésünkre, amely kisebb szereksztések után egy CNC gép vezérlé-se számára érthető.

4-108. ábra

Posztprocesszált program


142

Ezek után már csak arról kell gondoskodnunk, hogy az így elkészült programot elmentsük. Az Output File Name alatt Browse gombra kattintva megnyílik az NC Output Specifcation ablak, melynek segítségével a mentést elvégezhetjük.

4.6.3. Posztprocesszor írása A Unigraphics NX lehetőséget ad új posztprocesszorok előállítására, vagy testreszabására.

Ez az UG/Post Builder segítségével végezhető el. A programban új file-t nyitva a következő ablakot láthatjuk.

4-109. ábra

Új posztprocesszor létrehozási ablaka

A megjelenő ablak füleire kattintva beállíthatók, vagy megadhatók a konkrét feladatnak megfelelő adatok, értékek, s az új posztprocesszor elmenthető.

4-110. ábra

Posztprocesszor adatainak megadása


143

A Unigraphics NX program beépített szerszámkönyvtára

Megmunkálás

típusa Ikon Szerszám típu-

sa Alkalmazási

terület síkmarás, kontúrmarás, többtengelyes marás

ujjmaró általános marási feladatok, nagyolás

síkmarás, kontúrmarás, többtengelyes

marás

gömbvégű maró Simító marás


marás

marófej homlokmarás

síkmarás

T-horony maró horonymegmunká-lás


marás

hordós maró felület kontúrozás


marás

menetmaró menetmarás

síkmarás 90°-os csúcs-szögű fúró

központfúrás, élletörés

furatkészítés

csigafúró fúrás

furatkészítés

fúrórúd pontos furatok

furatkészítés

dörzsár furat befejező megmunkálása

furatkészítés

süllyesztő furatbővítés

furatkészítés

kúpos süllyesz-tő

furat lesarkítása


144

furatkészítés

menetfúró menetfúrás

furatkészítés

homloksüllyesz-tő

síkfelület meg-munkálás

bármi

szerszámtartó szerszámtár repre-zentánsa

bármi

szerszámbefogó szerszámbefogadó felület reprezen-tánsa

bármi

visszakeresés szerszám vissza-keresése a könyv-tárból

bármi

szögbefordító szerszámbefogadó felület reprezen-tánsa

Forgácsolástechnológia számítógépes...

Documents

Transcript of Forgácsolástechnológia számítógépes...